Самый удалённый объект, когда-либо посещённый космическим аппаратом, Аррокот — тело возрастом 4 миллиарда лет в поясе Койпера — предоставил новые сведения о раннем формировании нашей Солнечной системы. Исследователи использовали передовые компьютерные симуляции, чтобы подтвердить, как этот уникальный объект, похожий на снеговика, образовался, и что это значит для понимания того, как формировались сами планеты.
Пояс Койпера: капсула времени Солнечной системы
Аррокот находится в поясе Койпера, огромном регионе за Нептуном, заполненном ледяными остатками, оставшимися с момента рождения Солнечной системы. Эта зона — не просто скопление космического мусора; это сокровищница планетезималей — самых строительных блоков планет. Особенно интригующим делает Аррокот его двухдольная структура. Примерно 10–25% объектов в поясе Койпера имеют эту «снеговикообразную» или «арахисовую» форму, что поднимает вопрос о том, как они образовались.
Гравитационный коллапс: ключ к формированию?
Ранее учёные предполагали, что мягкое формирование Аррокота, на что указывают его форма и отсутствие кратеров, произошло в результате гравитационного коллапса. Идея заключается в том, что облака гальки в ранней Солнечной системе слипались под действием собственной гравитации. Но точный механизм оставался неясным до сих пор. Новейшие симуляции предоставляют убедительные доказательства того, что этот процесс может создавать двухдольные объекты, такие как Аррокот.
«Это невероятно захватывающе, потому что мы можем увидеть это впервые», — объяснил Джексон Барнс из Мичиганского государственного университета, ведущий исследователь. «Это подтверждает весь процесс от начала до конца».
Как работают симуляции: галька и гравитация
Исследовательская группа провела 54 компьютерных симуляции, используя 105 частиц, каждая из которых имеет радиус около 2 километров и представляет собой упрощённое облако гальки. Эти симуляции показали, что небольшие планетезимали могут вращаться друг вокруг друга и в конечном итоге сливаться на низких скоростях (около 5 метров в секунду), образуя «контактные бинары» — два пласта, соединённые вместе. Некоторые из этих смоделированных объектов поразительно похожи на Аррокот.
Что отличает это исследование, так это включение физики частиц, моделирующей, как материалы взаимодействуют при контакте. Более ранние модели, которым не хватало этой детализации, предполагали, что все столкновения приведут к образованию единого сферического объекта. Этот новый подход подтверждает теорию о том, что планетезимали, включая Аррокот, образовались в результате мягкого гравитационного коллапса, а не в результате насильственных столкновений.
Последствия и будущие исследования
Алан Стерн, главный исследователь миссии NASA «Новые горизонты», высоко оценил исследование, отметив его соответствие предыдущим работам и укрепление идеи о том, что формирование Аррокота было плавным, неразрушительным процессом. Однако другие астрономы отмечают расхождения между результатами моделирования (лишь 4% объектов формируются как контактные бинары) и наблюдаемыми частотами в поясе Койпера. Алан Фитцсиммонс предполагает, что у Матери-природы могут быть и другие механизмы, или что ещё более сложные симуляции могут сократить разрыв между теорией и наблюдениями.
Формирование Аррокота, хотя и кажется простым, предоставляет важные доказательства об условиях в ранней Солнечной системе. Понимание этих процессов имеет ключевое значение для раскрытия того, как возникли планеты, включая Землю.
