Космический снеговик: новая модель объясняет рождение системы Плутон-Харон

Команда исследователей из Юго-Западного научно-исследовательского института (SwRI), используя современные модели, показала, что формирование Плутона и его спутника Харона могло происходить по сценарию, похожему на образование системы Земля-Луна.

Космический снеговик: новая модель объясняет рождение системы Плутон-Харон
Плутон и Харон «глазами» космического аппарата NASA «Новые горизонты», 14 июля 2015 года / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Обе системы включают массивный спутник, который составляет значительную часть размера основного тела, что отличает их от других лун в Солнечной системе. Этот сценарий также может объяснить активную геологию Плутона и возможное наличие подповерхностного океана, несмотря на его удаленность от Солнца.

«Мы считаем, что система Земля-Луна возникла, когда объект размером с Марс столкнулся с ранней Землей, что привело к образованию нашей крупной Луны, — сказала доктор Адин Дентон, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience. — Для сравнения, у Марса есть два маленьких спутника, похожих на картофелины, а спутники планет-гигантов составляют лишь малую часть их систем».

Космический снеговик: новая модель объясняет рождение системы Плутон-Харон
Передовые модели указывают на то, формирование Плутона и его спутника Харона могло происходить по сценарию, похожему на образование системы Земля-Луна / © Courtesy of SwRI/Adeene Denton/Robert Melikyan

Новый взгляд на древнее столкновение

Еще в 2005 году вице-президент SwRI доктор Робин Кануп провела симуляции, которые впервые показали, что Плутон и Харон могли образоваться в результате гигантского столкновения. Однако ранние модели рассматривали сталкивающиеся объекты как лишенные прочности жидкости. Современные модели учитывают прочностные характеристики материалов, и это позволяет предположить, что Плутон ведет себя как тело с каменным ядром, покрытым льдом, что значительно меняет результат моделирования.

«В прежних моделях столкновение протохарона с протоплутоном выглядело как смешение двух пузырей в лавовой лампе, которые изгибаются и вращаются вокруг друг друга, — объясняет Дентон. — Учет структурных свойств позволяет трению распределять импульс удара, что приводит к сценарию ‘поцелуй и захват’».

«Космический снеговик» и рождение системы

Согласно результатам моделирования, при столкновении протоплутона и протохарона на короткое — по астрономическим меркам — время образовалась фигура, напоминающая снеговика. Они вращались как единое целое, пока Плутон не вытолкнул Харон на стабильную орбиту. Это отличается от обычных космических столкновений, которые либо заканчиваются тем, что объекты после столкновения продолжают движение независимо друг от друга, либо полностью сливаются.

Изначальное тело — протоплутон — имело преимущественно скальный состав с меньшей долей водяного льда. А вот его будущий спутник, протохарон, представлял собой более компактное тело с практически равным соотношением скальных пород и льда. После столкновения оба тела сохранили свою структурную целостность и в конечном итоге разделились.

Хотя новая модель не указывает точное время этого космического столкновения, она открывает захватывающие перспективы для понимания современного состояния Плутона. Несмотря на расположение в ледяных пустошах на краю Солнечной системы, колоссальное столкновение и возникшие после него гравитационные взаимодействия могли создать условия для формирования подповерхностного океана, который может существовать по сей день.

Предложенная модель элегантно объясняет нынешний состав обоих тел: почему Плутон сохранил преимущественно скальную структуру, а Харон обрел свой уникальный баланс ледяной и скальной составляющих. Более того, она проливает свет на механизм формирования четырех малых спутников в этой удивительной системе.

Но самое интригующее — это открытие может стать ключом к разгадке тайн всего пояса Койпера, ведь восемь из десяти крупнейших объектов этого загадочного региона демонстрируют поразительное сходство с системой Плутон-Харон.

Космический снеговик: новая модель объясняет рождение системы Плутон-Харон

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *