Астрономы раскрыли тайну «снеговика» в поясе Койпера
Исследователи приблизились к объяснению необычной формы космического тела Аррокот и получили новые свидетельства того, как возникали одни из самых древних объектов Солнечной системы.
Речь идёт о небесном объекте Arrokoth — одном из наиболее удалённых и примитивных тел, которые когда-либо изучались космическими аппаратами с Земли. Подробные данные о нём были получены зондом New Horizons во время пролёта в 2019 году. Объект расположен в поясе Койпера — обширной области ледяных тел за орбитой Нептуна, где сосредоточены кометы, карликовые планеты и планетезимали.
Интерес учёных вызвала необычная форма Аррокота: он состоит из двух соединённых долей и внешне напоминает снеговика или арахис. По оценкам астрономов, подобную двойную структуру имеют примерно от десяти до четверти всех объектов пояса Койпера. Ранее предполагалось, что обе части сформировались одновременно и соединились без разрушительных столкновений в процессе гравитационного коллапса, однако детали этого механизма долго оставались предметом научных дискуссий.
Новая работа основана на серии компьютерных моделирований, которые подтвердили возможность формирования таких «двойных» тел именно через гравитационное сжатие. Учёные смоделировали поведение облака твёрдых частиц в протопланетном диске молодой Солнечной системы. Согласно гипотезе, миллиарды лет назад вращающиеся скопления космической «гальки» постепенно уплотнялись под действием собственной гравитации и превращались в планетезимали — зародыши будущих планет.
В рамках исследования было проведено 54 симуляции облака из ста тысяч частиц диаметром около двух километров каждая. Хотя модель упрощает реальные условия, она позволила проследить ключевые этапы процесса. Расчёты показали, что в ряде случаев внутри облака формировались два отдельных тела, которые начинали вращаться друг вокруг друга. Со временем их орбиты сокращались, и при низкой скорости сближения — около пяти метров в секунду или меньше — происходило мягкое соприкосновение и слияние. В результате возникала так называемая контактная двойная система — объект с двумя долями. Некоторые смоделированные формы оказались поразительно похожи на Аррокот.
Важным нововведением исследования стало учёт физики контакта частиц — того, как они укладываются при соприкосновении. В более ранних моделях этот фактор игнорировался, из-за чего расчёты предсказывали формирование одного почти сферического тела. Новые данные показывают, что мягкое слияние является естественным сценарием в условиях ранней Солнечной системы. Работа также укрепляет гипотезу о том, что большинство планетезималей возникало именно через гравитационный коллапс, а не в результате серии жёстких столкновений.
При этом ряд вопросов остаётся открытым. Моделирование показало, что контактные двойные объекты могли возникать лишь примерно в четырёх процентах случаев, тогда как телескопические наблюдения указывают на более высокую долю таких тел в поясе Койпера. Исследователи не исключают, что в природе могут действовать дополнительные механизмы формирования либо будущие, более сложные модели помогут устранить расхождение.
Речь идёт о небесном объекте Arrokoth — одном из наиболее удалённых и примитивных тел, которые когда-либо изучались космическими аппаратами с Земли. Подробные данные о нём были получены зондом New Horizons во время пролёта в 2019 году. Объект расположен в поясе Койпера — обширной области ледяных тел за орбитой Нептуна, где сосредоточены кометы, карликовые планеты и планетезимали.
Интерес учёных вызвала необычная форма Аррокота: он состоит из двух соединённых долей и внешне напоминает снеговика или арахис. По оценкам астрономов, подобную двойную структуру имеют примерно от десяти до четверти всех объектов пояса Койпера. Ранее предполагалось, что обе части сформировались одновременно и соединились без разрушительных столкновений в процессе гравитационного коллапса, однако детали этого механизма долго оставались предметом научных дискуссий.
Новая работа основана на серии компьютерных моделирований, которые подтвердили возможность формирования таких «двойных» тел именно через гравитационное сжатие. Учёные смоделировали поведение облака твёрдых частиц в протопланетном диске молодой Солнечной системы. Согласно гипотезе, миллиарды лет назад вращающиеся скопления космической «гальки» постепенно уплотнялись под действием собственной гравитации и превращались в планетезимали — зародыши будущих планет.
В рамках исследования было проведено 54 симуляции облака из ста тысяч частиц диаметром около двух километров каждая. Хотя модель упрощает реальные условия, она позволила проследить ключевые этапы процесса. Расчёты показали, что в ряде случаев внутри облака формировались два отдельных тела, которые начинали вращаться друг вокруг друга. Со временем их орбиты сокращались, и при низкой скорости сближения — около пяти метров в секунду или меньше — происходило мягкое соприкосновение и слияние. В результате возникала так называемая контактная двойная система — объект с двумя долями. Некоторые смоделированные формы оказались поразительно похожи на Аррокот.
Важным нововведением исследования стало учёт физики контакта частиц — того, как они укладываются при соприкосновении. В более ранних моделях этот фактор игнорировался, из-за чего расчёты предсказывали формирование одного почти сферического тела. Новые данные показывают, что мягкое слияние является естественным сценарием в условиях ранней Солнечной системы. Работа также укрепляет гипотезу о том, что большинство планетезималей возникало именно через гравитационный коллапс, а не в результате серии жёстких столкновений.
При этом ряд вопросов остаётся открытым. Моделирование показало, что контактные двойные объекты могли возникать лишь примерно в четырёх процентах случаев, тогда как телескопические наблюдения указывают на более высокую долю таких тел в поясе Койпера. Исследователи не исключают, что в природе могут действовать дополнительные механизмы формирования либо будущие, более сложные модели помогут устранить расхождение.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
