Таємницю «сніговиків» на краю Сонячної системи розкрито через шість років

Перша фотографія «сніговика» далеко за орбітою Нептуна була зроблена зондом NASA New Horizons у 2019 році — це знаменитий об'єкт 2014 MU69 (неофіційно — Ultima Thule). Пізніше вчені з'ясували дивовижне — в поясі Койпера саме так виглядає кожен десятий астероїд. Таке не можна списати на випадковість. Обилиця «сніговиків» на окраїні Сонячної системи вимагала пояснень, перше переконливе з яких з'явилося лише зараз.

Ultima Thule. Джерело зображення: NASA

Строго кажучи, йдеться про планетезималі — цеглинки або зародки кам'янистих планет з епохи ранньої Сонячної системи. Найбільша кількість неторкнутого їх залишку знаходиться в поясі Койпера. Під час дослідження з'ясувалося, що серед них приблизно 10% складають так звані контактні бінарні об'єкти, які мають форму двох з'єднаних сфер, що зовні нагадує сніговиків. Як зазначалося раніше, вперше подібний об'єкт був сфотографований зондом NASA New Horizons у 2019 році. Відкриття викликало інтерес до механізмів формування таких незвичайних структур, оскільки попередні моделі не могли пояснити їх дводольну форму.

Дослідники з Мічиганського державного університету (Michigan State University) запропонували пояснення з позиції гравітаційного колапсу. У створеній ними першій реалістичній комп'ютерній симуляції планетезималь формується в процесі злипання дрібних частинок, а потім під дією гравітації та обертання розривається на дві частини. Ці два фрагменти залишаються гравітаційно пов'язаними та продовжують наближатися по спіралі, м'яко торкаючись і зливаючись, зберігаючи при цьому округлі форми і не перетворюючись на єдину сферу, як припускали більш ранні гідродинамічні моделі.

Гравітаційний колапс добре узгоджується з спостереженнями: якщо контактні бінарні об'єкти складають 10% популяції, то механізм їх утворення не може бути вкрай рідкісним явищем. На відміну від альтернативних гіпотез, які вимагають незвичайних зіткнень або інших екзотичних умов, запропонований процес відбувається природним чином у протопланетному диску. Після злиття об'єкти залишаються стабільними завдяки розрідженості пояса Койпера, де ймовірність руйнівних зіткнень вкрай мала.

Модель вперше дозволила з високим ступенем доказовості перевірити гіпотезу гравітаційного колапсу та відтворити спостережувані форми. У майбутньому вона допоможе вивчати більш складні структури з трьох і чотирьох злиплих «шариків» і покращити розуміння процесів формування малих тіл Сонячної системи.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки