Объединение улучшенных цветных изображений Плутона (внизу справа) и Харона (вверху слева), полученных космическим кораблем НАСА «Новые горизонты» 14 июля 2015 года.
«Пониженная» карликовая планета Плутон и ее крупнейший спутник Харон составляют необычную пару, и на протяжении десятилетий ученые обсуждали, как возникла двойная система, в которой каждая из них вращается вокруг другой. Поскольку Харон вдвое меньше Плутона, эксперты изо всех сил пытаются объяснить, как он оказался во владениях карликовой планеты.
Теперь группа исследователей предположила, что Плутон мог обезопасить Харона с помощью недавно описанного механизма «поцелуй и захват», который бросает вызов предыдущим теориям. Их работа была опубликована в понедельник в журнале Природа.
Новая теория предполагает, что миллиарды лет назад Плутон и Харон столкнулись в дальних уголках внешней Солнечной системы. Вместо того, чтобы уничтожить друг друга, два тела объединились в форме вращающегося снеговика (поцелуй) на 10–15 часов, прежде чем разделиться, но в конечном итоге они остались в ловушке на орбитах друг друга (захват). Несмотря на столкновение, карликовая планета и луна остались бы практически нетронутыми.
«Большинство сценариев планетарных столкновений классифицируются как «ударь и беги» или «сожги и слились». Мы обнаружили нечто совершенно иное — сценарий «поцелуй и захвати», при котором тела сталкиваются, ненадолго слипаются, а затем разделяются, оставаясь гравитационно связанными», — говорит планетолог Адин Дентон, научный сотрудник НАСА в Лунном центре Университета Аризоны. и Планетарной лаборатории и ведущего автора исследования в своем заявлении.
«Я всегда предполагал, что любое столкновение планетарных тел диаметром в сотни километров уничтожит меньшее, если оно будет захвачено», — рассказывает Дэвид Ротери, планетарный геолог из Открытого университета в Англии, не принимавший участия в исследовании. Новый учёныйЭто Алекс Уилкинс.
Предполагаемый поцелуй и захват Харона Плутоном, показанные через несколько часов после столкновения, во время разделения.
Ранее ученые предположили, что Харон сформировался по другому сценарию: небесное тело катастрофически врезалось в Плутон, выделив огромное количество тепла от удара, что заставило бы тела вести себя жидкостно, как глупая замазка или капли в лавовой лампе. . Ученые сходятся во мнении, что Луна Земли сформировалась аналогичным образом.
Однако Плутон и Харон сильно отличаются от нашей Земли и Луны. В то время как Луна явно вращается вокруг Земли, Плутон и Харон вращаются вокруг друг друга. «Харон ОГРОМНЫЙ по сравнению с Плутоном, до такой степени, что они на самом деле являются двойной», — объясняет Дентон Space.comЭто Роберт Ли. «(Харон) вдвое меньше Плутона и составляет 12 процентов его массы». Для сравнения, наша Луна составляет около 27 процентов от размера Земли. (Но это все же ближе к Харону и Плутону, чем к другим парам луна-планета в нашей солнечной системе — самый большой спутник Юпитера, Ганимед, составляет 1/28 размера газового гиганта.)
На этом различия не заканчиваются: исследователи также утверждают, что Плутон и Харон с меньшей вероятностью будут вести себя как жидкость во время столкновения. Карликовая планета и ее спутник «довольно малы, поэтому предположение о том, что они представляют собой жидкие тела, вероятно, больше не применимо», — говорит Дентон. Новый учёный. Кроме того, они в основном состоят из камня и льда — элементов, обеспечивающих структурную прочность, — на что не обращали внимания предыдущие исследования.
Команда провела расширенное компьютерное моделирование столкновения Плутона и Харона и включила в него эти ключевые структурные особенности. В свою очередь, их модели впервые раскрыли новый механизм космических столкновений «поцелуй и захвати».
«Мы обнаружили, что если предположить, что Плутон и Харон — это тела, обладающие материальной силой, Плутон действительно может захватить Харон от гигантского удара», — объясняет Дентон Space.com. «Мы были определенно удивлены частью «поцелуя» в «Поцелуй и захват», — продолжает она. «Раньше не было такого удара, когда два тела лишь временно сливались бы, прежде чем снова разделиться!»
Модель точно предсказала сегодняшнюю орбиту двойной системы, что придало дополнительную уверенность в ее надежности.
«Поскольку Плутон перед столкновением быстро вращается, а Харон находится в основном за пределами зоны коротации, он способен «оттолкнуть» Харона, и Харон начинает медленно мигрировать», — говорит Дентон. ХранительНикола Дэвис. Она добавляет, что удар мог ознаменовать начало новой геологической эры для Плутона, поверхность которого мы наблюдали в 2015 году с помощью космического зонда New Horizons.
Помимо прочего, команда теперь надеется выяснить, как новый сценарий мог повлиять на геологию тел, включая потенциальные подземные океаны, а также может ли механизм «поцеловать и захватить» быть ответственным за другие бинарные системы во Вселенной.
