Ученые раскрыли секреты причудливой формы астероида Аррокот

Транснептуновый объект Ultima Thule (ныне Аррокот), который в подробностях запечатлел космический зонд NASA New Horizons d первый день нового 2019 года, мог значительно изменить свою форму в первые 100 миллионов лет с момента своего образования. Об этом сообщается в сегодняшнем выпуске журнала Nature Astronomy.

Исследователи под руководством Китайской академии наук и Института исследований солнечной системы Макса Планка (MPS) предполагают, что нынешняя форма объекта, напоминающая сплющенного снеговика, может иметь эволюционное происхождение из-за процесса известного как летучая дегазация. Их расчеты помогают понять, что текущее состояние тел на краю Солнечной системы может рассказать нам об их первоначальных свойствах.

Многие миллионы тел, населяющих пояс Койпера за орбитой Нептуна, еще не раскрыли многие из своих секретов. В 1980-х годах космические аппараты Pioneer 1 и 2, а также Voyager 1 и 2 пересекли этот регион, но без камер на борту. Космический аппарат NASA New Horizons отправил на Землю первые изображения с самого дальнего края Солнечной системы: летом 2015 года карликовая планета Плутон и три с половиной года спустя транснептуновый объект размером около 30 километров.

Тело, которое еще не было официально названо, в то время было названо Ultima Thule, в честь самой северной точки суши на Земле. Данный транснептуновый объект — это наиболее удаленное от Солнца тело, которое когда-либо посещалось и изображение которого было получено с помощью искусственного зонда. Позже объект получил официальное название «Аррокот».

Особенно странная форма Аррокота произвела фурор в первые дни после пролета. Тело представляет собой контактную двойную систему, которая считается результатом низкоскоростного слияния двух отдельных тел, которые сформировались близко друг к другу. Он состоит из двух связанных долей, из которых меньшая часть слегка приплюснута, а большая — сильно приплюснута, что создает впечатление раздавленного снеговика.

В своей текущей публикации исследователи из Китая, Германии и США сообщают о том, как именно сформировалась такая форма. Выраженная двулопастная форма также известна по некоторым кометам. Однако пока не обнаружено другого космического тела, более плоского, чем Аррокот. Так когда же сформировался объект и как создавалась его форма.

Ученые предполагают, что Аррокот изначально имел более обычную форму. Но потом могло начаться слияние сферического и сплющенного тела, а во время этого процесса сферическое тело стало более сплющенным.

Более ранние исследования предполагают, что во время формирования Солнечной системы регион, где расположен Арррокот, мог быть отдельной средой в холодной, затененной пылью средней плоскости внешней туманности. Низкие температуры позволили летучим компонентам, таким как окись углерода и метан, замерзнуть на пылинках и образовать планетезимали. Когда туманная пыль рассеялась, солнечное освещение должно было повысить температуру объекта и, следовательно, быстро выветрить из него конденсированные летучие вещества. Странная форма Аррокота была бы естественным результатом из-за благоприятной комбинации его большого наклона, небольшого эксцентриситета и изменения скорости потери массы, — это привело к почти симметричной эрозии между северным и южным полушариями.

Ученые объяснили, что для того, чтобы тело могло так сильно изменить свою форму, как Аррокот, его ось вращения должна быть ориентирована особым образом. В отличие от оси вращения Земли, ось Аррокота почти параллельна плоскости орбиты.

Во время своего 298-летнего обращения вокруг Солнца одна полярная область Аррокота постоянно обращена к Солнцу почти половину времени, а другая — от него. В регионах на экваторе и более низких широтах преобладают суточные колебания круглый год. Из-за этого полюса сильно нагреваются, так что замороженные газы выходят оттуда наиболее эффективно, что приводит к сильной потере массы.

Процесс уплощения, скорее всего, произошел на ранней стадии эволюции тела и протекал довольно быстро в масштабе космического времени от одного до 100 миллионов лет (в случае присутствия льда в приповерхностных слоях). Вдобавок ученые последовательно продемонстрировали, что индуцированные крутящие моменты будут играть незначительную роль в изменении крутящего момента планетезималей во время фазы потери массы.