Планетезимали слиплись: астрономы выяснили, откуда в космосе «снеговики»
Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов. Далеко за ним, за орбитой Нептуна, располагается пояс Койпера. В нем сохранились следы тех времен, когда Млечный Путь состоял из диска пыли и газа. Сейчас там летают кометы, карликовые планеты вроде Плутона и планетезимали — ледяные глыбы, из которых строилась Солнечная система.
Примерно десятая часть планетезималей напоминает снеговиков. Они состоят из двух сфер, которые соединились вместе. Астрономы называют их контактными двойными системами. Космический аппарат NASA New Horizons (Новые горизонты) впервые сфотографировал такой объект вблизи в январе 2019 года. После этого ученые проанализировали другие тела в поясе Койпера и поняли, что такая форма встречается часто.
Ученые долго пытались понять, как именно два шара соединяются друг с другом. Прежние компьютерные модели показывали, что объекты ведут себя как жидкости. Если они сталкивались, то просто сливались в один ровный шар. Другие теории описывали сложные физические процессы. Но каждый десятый объект выглядит как снеговик. Значит, механизм работает регулярно, а не в редких случаях.
«Поставщик» комет и астероидов: самое интересное и загадочное о поясе Койпера
Аспирант Университета штата Мичиган Джексон Барнс и профессор наук о Земле и окружающей среде Сет Джейкобсон нашли ответ. Журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society опубликовал их статью. Барнс использовал вычислительный кластер университетского Института кибернетических исследований (ICER). Он написал программу, которая моделирует гравитационный коллапс. В новой модели объекты сохраняют прочность и опираются друг на друга.
Когда Солнечная система только зарождалась, гравитация стягивала мелкие камни и пыль из облака. Частицы слипались вместе подобно тому, как снежинки собираются в снежок. Так появлялись первые планетезимали. Иногда облако пыли вращается и падает внутрь себя. При этом оно разрывается на две части, которые начинают летать друг вокруг друга по орбитам. В модели Барнса орбиты этих тел постепенно сужаются. В итоге две части мягко соприкасаются и соединяются. Каждая из них остается круглой.
В поясе Койпера объекты почти никогда не сталкиваются. На контактных двойных системах часто нет даже кратеров. Ударять по ним некому, и они сохраняют форму миллиарды лет. Барнс и Джейкобсон впервые проверили гипотезу коллапса с помощью законов физики. Теперь они планируют изучить системы из трех и более тел и улучшить модель того, как именно облако сжимается. Ученые ожидают, что будущие космические аппараты найдут еще больше подобных объектов.
На обложке фото слипшихся планетезималей, сделанное аппаратом New Horizons. Источник: NASA
Самое популярное
