Самый далекий мир, который мы когда-либо исследовали, пролил свет на то, как рождаются планеты

На дальних пределах Солнечной системы маленький космический камень показывает нам, как возникают планеты-гиганты.

Аррокот — самый далекий и самый исконный мир, который когда-либо посещал человеческий космический корабль, — теперь раскрывает свои секреты в трех новых исследованиях.

Эти результаты могут разрешить некоторые споры о том, как образуются планетезимали — маленькие скалистые «семена», которые превращаются в планеты. И этот процесс выглядит намного «мягче», чем считалось ранее.

«Аррокот — самый дальний, самый примитивный и самый древний объект, когда-либо исследованный космическим кораблем, поэтому мы знали, что у него будет уникальная история», — сказал Алан Стерн из Юго-западного исследовательского института в Колорадо и главный исследователь миссии «Новые горизонты».

«Космический корабль дал на м информацию, как образовались планетезимали, и мы считаем, что результат знаменует собой значительный прогресс в понимании общего формирования планетезималей и планет».

Зонд «Новые горизонты» посетил Аррокот, ранее известный как (486958) 2014 MU69 или Ультима Туле, в прошлом году, при вылете из пояса Койпера.

На среднем расстоянии от Солнца в 6,7 миллиарда километров и периоде обращения в 293 года Аррокот является самым отдаленным единичным объектом в Солнечной системе, который обнаружили астрономы.

Так далеко от Солнца, вне досягаемости суровой солнечной радиации и со стабильной орбитой, Аррокот является в значительной степени временной капсулой с момента образования Солнечной системы 4,6 миллиарда лет назад.

В мае прошлого года был опубликован первый поток исследований, в которых были подробно изложены первоначальные результаты этого полета, основанные только на 10 процентах данных, которые «Новые горизонты» все еще отправлял домой на Землю.

Различные группы ученых обнаружили, что Аррокот когда-то был бинарным объектом, две половины которого мягко соединились, хотя процессы, которые привели к этому, были неясны; и что его поверхность была преимущественно красной, хотя, что окрашивало его в этот цвет, было неизвестно.

Теперь, после 10-кратного анализа данных, использованных в этих первоначальных документах, на некоторые из вопросов были даны ответы.

Как правило, существуют две конкурирующие теории о том, как рождаются планеты.

Согласно давней иерархической модели аккреции планетезимального образования, строительные блоки планет образуются, когда различные части солнечной туманности — облако газа и пыли, образовавшее Солнце и планеты, — рассеивается.

С другой стороны, модель наращивания предполагает, что элементы из одной и той же области постепенно и мягко собираются вместе, образуя бинарные объекты.

Последние данные придают вес последней модели.

По словам исследователей, если бы Аррокот сформировался из кусков, соединяющихся из разных частей туманности, были бы видны доказательства столкновений.

«Нет никаких доказательств, — писала команда в своей статье, — о гелиоцентрической, высокоскоростной столкновительной эволюции или любом катастрофическом (или субкатастрофическом) воздействии в течение его жизненного цикла… Вместо этого мы заключаем, что две его доли сошлись вместе на низком уровне скорости, не более нескольких метров в секунду и, возможно, намного медленнее».

Это говорит о том, что две доли сформировались в одной и той же части солнечной туманности — облаке газа и пыли, образовавшем Солнце и планеты.

«Аррокот выглядит так, не потому, что он образовался в результате столкновений, а в более сложном танце, в котором его составные объекты медленно вращаются вокруг друг друга, прежде чем объединиться», — сказал Маккиннон.

Вторая статья астронома Джона Спенсера из Юго-Западного исследовательского института и его коллег, изучающих поверхность Аррокота. Они подтвердили, что он гладкий и слегка покрыт кратерами, что резко отличается от других объектов в Солнечной системе.

Они также подтвердили, что у Аррокота нет колец или сателлитов более 180 метров в радиусе 8000 километров, а также атмосферы, газов или пыли, присутствие которых указывало бы на относительно недавнее столкновение. Это указывает на то, что Аррокот не был побеспокоен в течение очень долгого времени.

Но они также более внимательно изучили кратеры Аррокота и обнаружили, что поверхности объекта, около 4 миллиардов лет — почти столько же, сколько самой Солнечной системе.

В целом, несмотря на недостаток кратеров на его поверхности, наблюдаемая плотность кратеров согласуется с возрастом примерно 4 миллиардов лет.

Наконец, в третьей статье астроном Уилл Гранди из Лоуэллской обсерватории и его коллеги изучили своеобразный окрас Аррокота. В поясе Койпера можно найти самый красный природный материал — так называемое «ультракрасное вещество» — в Солнечной системе, и Аррокот покрыт им, но точная природа материала неясна.

Команда обнаружила, что объект равномерно холодный и красный, покрытый метанольным льдом и сложными органическими молекулами, которые они не могли точно идентифицировать, основываясь на ограниченных спектральных данных, которые удалось собрать «Новым горизонтам». Эти молекулы, вероятно, создают красный цвет.

Это не только подтверждает, что органические молекулы являются источником ультракрасного вещества; однородность цвета — а также возраст поверхности, как было установлено командой Спенсера, — также подтверждают вывод о том, что Аррокот был сформирован в сильно локализованном регионе.

«У Аррокота есть физические особенности, которое медленно собирались вместе с «местными» материалами в солнечной системе», — сказал Гранди. «Такой объект, как Аррокот, не сформировался бы и не выглядел бы так, как он есть, в более хаотичной аккреционной среде».

Вероятно, осталось не так много данных об Аррокоте, которые зонд может отправить на Землю, поэтому любой будущий анализ должен основываться на том, что у нас уже есть. Но, кажется, что эти отдаленные объекты пояса Койпера могли бы намного больше рассказать нам о рождении нашей Солнечной системы.

«Это не просто космическая «картошка». Это замечательный мир, который рассказал нам замечательную историю».

Статьи были опубликованы в журнале Science, и их можно найти здесь, здесь и здесь.

Источники: Фото: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko