Данные, полученные миссией "Новые горизонты", дают новое представление о том, как формировались планеты и планетезимали - строительные блоки планет.
Космический аппарат "Новые горизонты" пролетел мимо древнего объекта пояса Койпера под названием Аррокот (Arrokoth, 2014 MU69) 1 января 2019 года, предоставив человечеству первый крупный план одного из ледяных остатков от формирования Солнечной системы, расположенного в обширном регионе за орбитой Нептуна.
Используя подробные данные о форме, геологии, цвете и составе объекта, собранные во время исторического пролёта, осуществлённого на расстоянии более 6 миллиардов километров от Земли, исследователи попытались ответить на давний вопрос о происхождении планетезималей и благодаря этому сделали большой шаг вперёд в понимании процесса формирования планет.
Команда учёных опубликовала эти результаты в серии из трёх статей в журнале Science.
"Аррокот - самый отдалённый, самый примитивный и древний объект, когда-либо исследованный космическими аппаратами, поэтому мы знали, что у него будет уникальная история, - говорит главный исследователь из команды "Новые горизонты" Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института. - На его примере можно изучить, как формировались планетезимали, и мы считаем, что эти результаты являются значительным прогрессом в понимании планетообразования".
Первые снимки, переданные аппаратом "Новые горизонты" в прошлом году после пролёта мимо объекта, показали, что Аррокот имеет две соединённые перешейком доли, гладкую поверхность и однородный состав.
В течение следующих месяцев, работая со значительным объёмом данных с более высоким разрешением, а также со сложными компьютерными моделями, команда миссии составила картину процесса формирования Аррокота.
Их анализ показывает, что доли этого "контактного бинарного" объекта когда-то были отдельными телами, которые формировались вблизи друг друга и вращались друг относительно друга с низкой скоростью, а затем произошло их плавное слияние, в результате чего образовался 35-километровый объект, наблюдавшийся аппаратом "Новые горизонты".
Это указывает на то, что Аррокот образовался во время гравитационного коллапса облака твёрдых частиц в первичной Солнечной туманности, а не в результате иерархической аккреции, которая являлась конкурирующей гипотезой.
В отличие от высокоскоростных столкновений между планетезималями при иерархической аккреции, в процессе коллапса облака частиц их слияние происходит плавно, и формируемые тела медленно увеличиваются в размерах.
"Точно так же, как окаменелости рассказывают нам об эволюции видов на Земле, планетезимали рассказывают о формировании планет в космосе, - объясняет Уильям Маккиннон из команды "Новых горизонтов", сотрудник из Вашингтонского университета и ведущий автор статьи о формировании этого объекта. - Аррокот выглядит так не потому, что он сформировался в результате сильных столкновений, а скорее в процессе сложного танца, в котором составляющие его объекты медленно вращались друг вокруг друга, прежде чем объединиться вместе".
Два других важных доказательства подтверждают этот вывод. Однородный цвет и состав поверхности Аррокота показывают, что этот объект пояса Койпера сформирован накоплением ближнего материала, как предсказывают модели локального коллапса протопланетного облака, а не столкновением фрагментов из разных областей первичной туманности, как предполагают иерархические модели.
Уплощённые формы каждой из долей Аррокота и удивительно близкое расположение осей их полюсов и линий экваторов также свидетельствует о более упорядоченном слиянии из протопланетного облака.
Кроме того, гладкая, слабо кратерированная поверхность Аррокота указывает на то, что его поверхность хорошо сохранилась с конца эпохи формирования планет.
"Аррокот имеет физические особенности тела, которое медленно соединялось с "местными" материалами в Солнечной туманности, - объясняет Уилл Гранди, руководитель группы "Новые горизонты" из Обсерватории Лоуэлла и ведущий автор второй научной статьи. - Такой объект, как Аррокот, не сформировался бы в более хаотичной аккреционной среде, тогда он выглядел бы иначе".
Аппарат "Новые горизонты" продолжает проводить наблюдения за другими объектами пояса Койпера, которые он проходит на расстоянии. Также аппарат продолжает составлять карту излучения заряженных частиц и пылевой среды в поясе Койпера.
Новые объекты, наблюдаемые в настоящее время, расположены слишком далеко, чтобы сделать открытия, подобные Аррокоту, но команда может измерить такие характеристики, как форма и свойства поверхности каждого объекта.
Этим летом команда миссии с помощью больших наземных телескопов будет искать в поясе Койпера другие объекты для изучения, и, возможно, новую цель для близкого пролёта, если у аппарата хватит на это топлива.
В настоящее время космический аппарат "Новые горизонты" находится на расстоянии 7,1 миллиардов километров от Земли, работает в обычном режиме и движется вглубь пояса Койпера со скоростью около 50400 километров в час.
Примечания
Планетезимали - небесные тела на орбите вокруг протозвезды, образующиеся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска.
Непрерывно притягивая к себе новый материал и накапливая массу, планетезимали формируют более крупное тело. Отдельные слагающие его фрагменты, взаимно притягиваясь, начинают уплотняться.
Примером планетезимали является астероид Лютеция, у которого под толстым километровым слоем пыли находится плотное ядро.
Аррокот (Arrokoth) - означает "небо" на языке поухатанов (индейского племени алгонкинской группы).
Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ new-horizons-team- uncovers-a-critical-piece- of-the-planetary-formation-puzzle