|
Загадочные контактные двойные системы
|
|
|
|
Астрономы уже давно спорят о том, почему так много ледяных объектов во внешней части Солнечной системы выглядят как снеговики. Исследователи из Мичиганского государственного университета теперь имеют доказательства удивительно простого процесса, который может быть ответственен за их создание.
|
|
|
|
Далеко за бурным, хаотичным поясом астероидов между Марсом и Юпитером находится так называемый пояс Койпера. Там, за Нептуном, вы найдете ледяные, нетронутые строительные блоки, сохранившиеся со времен зарождения Солнечной системы, известные как планетезимали. Примерно каждый десятый из этих объектов - контактные двойные, планетезимали, имеющие форму двух соединенных сфер, очень похожие на снеговика Фрости. Но вопрос о том, как эти объекты появились на свет без помощи волшебной шелковой шляпы, остается открытым.
|
|
|
|
Джексон Барнс, аспирант МГУ, создал первую модель, которая естественным образом воспроизводит двухлопастную форму при гравитационном коллапсе. Его работа опубликована в Monthly Notices Королевского астрономического общества.
|
|
|
|
Более ранние вычислительные модели рассматривали сталкивающиеся объекты как жидкие сгустки, которые сливались в сферы, что делало невозможным формирование этих уникальных форм. Благодаря Институту кибернетических исследований МГУ (ICER) и его высокопроизводительному вычислительному кластеру моделирование Barnes создает более реалистичную среду, которая позволяет объектам сохранять свою прочность и прилегать друг к другу.
|
|
|
|
|
|
|
Другие теории формирования предполагают особые события или экзотические феномены, которые, хотя и возможны, вряд ли будут происходить регулярно.
|
|
|
|
"Если мы считаем, что 10% планетезимальных объектов являются контактными двойниками, то процесс, который их формирует, не может быть редким", - сказал профессор наук о Земле и окружающей среде Сет Джейкобсон, старший автор статьи. "Гравитационный коллапс хорошо согласуется с тем, что мы наблюдали".
|
|
Подсказки из изображений New Horizons
|
|
|
|
Двойные контактные объекты были впервые сфотографированы вблизи космическим аппаратом НАСА New Horizons в январе 2019 года. Эти снимки побудили ученых еще раз взглянуть на другие объекты в поясе Койпера, и оказалось, что двойные контактные объекты составляют около 10% всех планетезималей. Эти удаленные объекты плавают в малонаселенном поясе Койпера в основном нетронутыми и не подвержены столкновениям.
|
|
|
|
На заре существования Млечного Пути галактика представляла собой диск из пыли и газа. Остатки формирования галактики обнаружены в поясе Койпера, включая карликовые планеты, такие как Плутон, кометы и планетезимали.
|
|
|
|
Планетезимали - это первые крупные планетарные объекты, которые сформировались из диска пыли и гальки. Подобно отдельным снежинкам, которые собираются в снежный ком, эти первые планетезимали представляют собой скопления объектов размером с гальку, которые притягиваются друг к другу под действием силы тяжести из облака крошечных материалов.
|
|
|
|
Иногда, когда облако вращается, оно падает внутрь себя, разрывая объект на части и образуя две отдельные планетезимали, которые вращаются вокруг друг друга. Астрономы наблюдают множество двойных планетезималей в Поясе Койпера. В моделировании Барнса орбиты этих объектов закручиваются по спирали внутрь, пока они мягко не соприкасаются и не сливаются вместе, сохраняя при этом свою круглую форму.
|
|
|
|
Как эти два объекта удерживаются вместе на протяжении всей истории Солнечной системы? Барнс объясняет, что они просто вряд ли столкнутся с другим объектом. Без столкновения их ничто не разлучит. Большинство двойных объектов даже не испещрены кратерами.
|
|
|
|
Ученые давно подозревали, что за формирование этих объектов ответственен гравитационный коллапс, но они не могли полностью проверить эту идею. Модель Барнса - первая, которая включает в себя физику, необходимую для воспроизведения контактных двойных систем.
|
|
|
|
"Мы впервые можем проверить эту гипотезу законным способом", - сказал Барнс. "Это то, что так привлекает в этой работе".
|
|
|
|
Барнс ожидает, что его модель поможет ученым понять бинарные системы из трех или более объектов. Команда также работает над созданием новой модели, которая лучше моделирует процесс коллапса.
|
|
|
|
По мере того, как все больше миссий НАСА исследуют неизведанные области Солнечной системы, Джейкобсон и Барнс подозревают, что у Frosty могут быть и другие дальние родственники, которых еще предстоит найти.
|
|
|
|
Источник
|
