Найвіддаленіший об’єкт, колись відвіданий космічним апаратом, Аррокот — тіло віком 4 мільярди років у поясі Койпера — надав нові відомості про раннє формування нашої Сонячної системи. Дослідники використовували передові комп’ютерні симуляції, щоб підтвердити, як цей унікальний об’єкт, схожий на сніговика, утворився, і це означає розуміння того, як формувалися самі планети.
Пояс Койпера: капсула часу Сонячної системи
Аррокот знаходиться в поясі Койпера, величезному регіоні за Нептуном, заповненому крижаними залишками, що залишилися з народження Сонячної системи. Ця зона – не просто скупчення космічного сміття; це скарбниця планетезималей – найбудівніших блоків планет. Особливо інтригуючим робить Аррокот його дводольна структура. Приблизно 10–25% об’єктів у поясі Койпера мають цю «сніговикоподібну» або «арахісову» форму, що порушує питання про те, як вони утворилися.
Гравітаційний колапс: ключ до формування?
Раніше вчені припускали, що м’яке формування Аррокота, на що вказують його форма та відсутність кратерів, відбулося внаслідок гравітаційного колапсу. Ідея полягає в тому, що хмари гальки у ранній Сонячній системі злипалися під дією власної гравітації. Але точний механізм залишався незрозумілим досі. Нові симуляції надають переконливі докази того, що цей процес може створювати дводольні об’єкти, такі як Аррокот.
“Це неймовірно захоплююче, тому що ми можемо побачити це вперше”, – пояснив Джексон Барнс з Мічиганського державного університету, провідний дослідник. “Це підтверджує весь процес від початку до кінця”.
Як працюють симуляції: галька та гравітація
Дослідницька група провела 54 комп’ютерні симуляції, використовуючи 105 частинок, кожна з яких має радіус близько 2 кілометрів і є спрощеною хмарою гальки. Ці симуляції показали, що невеликі планетезималі можуть обертатися одна навколо одної і зрештою зливатися на низьких швидкостях (близько 5 метрів на секунду), утворюючи «контактні бинари» — два шари, з’єднані разом. Деякі з цих змодельованих об’єктів напрочуд схожі на Аррокот.
Що відрізняє це дослідження, так це включення фізики частинок, що моделює, як взаємодіють матеріали при контакті. Більш ранні моделі, яким бракувало цієї деталізації, припускали, що це зіткнення призведуть до утворення єдиного сферичного об’єкта. Цей новий підхід підтверджує теорію про те, що планетезималі, включаючи Аррокот, утворилися внаслідок м’якого гравітаційного колапсу, а не внаслідок насильницьких зіткнень.
Наслідки та майбутні дослідження
Алан Стерн, головний дослідник місії NASA «Нові горизонти», високо оцінив дослідження, відзначивши його відповідність попереднім роботам та зміцнення ідеї про те, що формування Аррокоту було плавним, неруйнівним процесом. Однак інші астрономи відзначають розбіжності між результатами моделювання (лише 4% об’єктів формуються як контактні бінари) і частотами, що спостерігаються в поясі Койпера. Алан Фітцсіммонс припускає, що у Матері-природи можуть бути й інші механізми, або що ще складніші симуляції можуть скоротити розрив між теорією та спостереженнями.
Формування Аррокота, хоч і здається простим, надає важливі докази про умови в ранній Сонячній системі. Розуміння цих процесів має ключове значення для розкриття того, як виникли планети, включаючи Землю.
