Учёные открыли новый сценарий «поцелуя и захвата» при формировании системы Плутона и Харона

07.01.2025 14:42:00 | iXBT.com

В результате нового исследования Аризонского университета учёные пересмотрели давнюю теорию формирования Плутона и его крупнейшего спутника Харона, бросив вызов десятилетиям научных предположений.

Согласно исследованию, проведённому под руководством исследователя NASA Адин Дентон в Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны, миллиарды лет назад во внешних регионах Солнечной системы произошло столкновение двух ледяных объектов. Вместо того чтобы разбить друг друга, они временно соединились, образовав форму, напоминающую космического снеговика, а затем разделились, оставшись связанными орбитальным движением.

Десятилетиями учёные полагали, что необычно крупный спутник Плутона Харон сформировался подобно земной Луне – в результате масштабного столкновения с последующим растяжением и деформацией тел. Эта модель хорошо работала для системы Земля-Луна, где из-за интенсивного тепла и большей массы сталкивающиеся тела себя как жидкости. Однако применительно к меньшей и более холодной системе Плутон-Харон этот подход не учитывал важнейший фактор – структурную целостность льда и камня.

Кадр симуляции слияния Плутона и Харона. Источник: Robert Melikyan, Adeene Denton

Используя симуляции столкновений на высокопроизводительном компьютерном кластере университета, исследователи обнаружили, что вместо растяжения во время столкновения, Плутон и прото-Харон временно «склеились», вращаясь как единый объект, прежде чем разделиться в двойную систему, которую учёные наблюдают сегодня.

Как отмечает Дентон, они открыли совершенно новый сценарий космического столкновения – «слияние и захват», когда объекты сталкиваются, ненадолго соединяются, а затем разделяются, оставаясь гравитационно связанными. Ведущий автор исследования, профессор Эрик Аспауг подчёркивает, что параметры модели не только объясняют захват Харона, но и точно описывают его нынешнюю орбиту.

Исследование также предполагает, что оба тела в значительной степени сохранили свою целостность во время столкновения, что противоречит предыдущим моделям, предполагавшим обширную деформацию. Более того, процесс столкновения, включая приливное трение при разделении тел, привнёс значительное количество внутреннего тепла в оба объекта, что может объяснить формирование подповерхностного океана на Плутоне без необходимости его образования в более ранний период Солнечной системы.

Исследовательская команда уже планирует дальнейшие исследования, чтобы изучить влияние приливных сил на раннюю эволюцию Плутона и Харона, проанализировать, как этот сценарий формирования согласуется с текущими геологическими особенностями Плутона, и рассмотреть возможность применения подобных процессов для объяснения формирования других двойных систем.

Подробнее