Почему за орбитой Нептуна летает много гигантских «снеговиков» — исследование
За орбитой Нептуна простирается пояс Койпера — гигантское хранилище «строительного мусора», оставшегося после рождения планет. Среди этих примитивных объектов около 10% имеют необычную форму: они состоят из двух соединенных круглых частей, напоминая космических снеговиков. Астрофизики долго не могли понять, как природа создает такие хрупкие структуры, не превращая их при этом в единую сферу.
Прорыв в компьютерном моделировании
Джексон Барнс, аспирант Университета штата Мичиган, и его коллеги представили в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society результаты первой симуляции, которая естественным образом воспроизводит процесс формирования таких двойных структур.
Предыдущие модели страдали от избыточного упрощения: они рассматривали сталкивающиеся тела как жидкие массы. Барнс же создал цифровую среду, где формирующиеся объекты сохраняют структурную прочность. Это позволило телам «прислоняться» друг к другу, сохраняя индивидуальную форму каждой доли.
Гравитационный коллапс вместо редких катастроф
Ранее ученые пытались объяснить появление «снеговиков» редкими космическими событиями или специфическими условиями. Однако статистика говорит об обратном: если каждый десятый объект в поясе Койпера является двойным, процесс их создания должен быть системным, а не случайным.
«Гравитационный коллапс идеально согласуется с нашими наблюдениями, — поясняет профессор Сет Джейкобсон, соавтор исследования. — Планетезимали рождались из вращающихся облаков пыли и мелких камней. Когда такое облако сжималось под действием собственной тяжести, оно часто распадалось на два отдельных тела, вращающихся друг вокруг друга».
В модели Барнса эта пара постепенно сближается по спирали. Вместо катастрофического столкновения происходит «мягкая стыковка»: два тела аккуратно соприкасаются и фиксируются, образуя знакомый силуэт.
Наследие «Новых горизонтов»
Широкую известность контактные двойные объекты получили в январе 2019 года, когда зонд НАСА «Новые горизонты» передал детальные снимки Аррокота (ранее известного как Ультима Туле). Этот объект стал эталонным «снеговиком».
Почему же такие хрупкие конструкции не разрушились за миллиарды лет? Ответ кроется в разреженности пояса Койпера. В отличие от более активного главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером, здесь столкновения происходят крайне редко. Многие объекты практически не имеют кратеров, что указывает на их первозданное состояние. Без внешних воздействий «снеговики» могут сохранять свою форму почти вечно.
Работа Барнса стала первым весомым подтверждением гипотезы гравитационного коллапса с точки зрения детальной физики. Сейчас команда работает над улучшенной версией симуляции, чтобы изучить еще более сложные системы, состоящие из трех и более соединенных объектов.
