Шестилетняя загадка «снеговиков» на краю Солнечной системы разрешена: учёные объяснили их форму

Далекие дальние области Солнечной системы, расположенные за орбитой Нептуна, содержат множество ледяных тел, форма которых напоминает связанных между собой сфер, подобно «снеговикам». К таким объектам относится, например, 486958 Arrokoth — контактный бинар, впервые изученный зондом New Horizons в 2019 году. Эти тела встречаются среди планетезималей пояса Койпера с заметной частотой, что побудило исследователей искать объяснение их происхождению.

Группа учёных во главе с Джексоном Барнсом из Мичиганского государственного университета представила результаты компьютерных симуляций, которые позволяют проследить, как двойные по форме объекты могли возникать в ранней Солнечной системе. В отличие от предыдущих моделей, которые рассматривали столкновения объектов как «жидкостные капли», новая симуляция учитывает прочность частиц и динамику их контактов.

Согласно модели, облака мелких частиц в протопланетном диске сначала уплотняются под действием собственной гравитации. В некоторых случаях облако фрагментируется на две части, которые затем находятся в гравитационном взаимодействии, медленно закручиваются и в конечном итоге соприкасаются с низкой скоростью, образуя контактный бинар с двумя отчетливыми лопастями. Такое формирование может происходить без экстремальных столкновений или уникальных событий, а как естественный этап гравитационного коллапса в протопланетном диске.

Эта модель вписывается в наблюдаемую статистику: если примерно каждый десятый объект в поясе Койпера является контактным бинаром, механизм их образования должен быть распространённым, а не редким. Мягкая среда пояса Койпера, где разрушительные столкновения происходят редко, позволяет таким структурам сохраняться в течение миллиардов лет.

Итоги исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и расширяют понимание процессов, формировавших малые тела в ранней Солнечной системе, а также дают основу для дальнейших симуляций сложных многокомпонентных систем.

Источник: https://3dnews.ru