На этой диаграмме показано, как мог сформироваться объект пояса Койпера 2014 MU69 по прозвищу Ultima Thule.
(Изображение: © Джеймс Таттл Кин / НАСА / JHUAPL / SwRI)
Близкий взгляд на ультра-далекие окаменелости помогает ответить на вопросы о формировании планет во всей вселенной.
Зонд «Новые горизонты» НАСА гудел во внешнем объекте солнечной системы рано новогодним утром, совершая первый облет такого примитивного объекта. Поскольку 2014 год MU69 остался практически нетронутым с момента рождения Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад, он может раскрыть новые подробности об этой эпохе. Уже первые загадочные фотографии помогают доказать модели ранней солнечной системы.
Первая цель New Horizons, Плутон, служит привратником к поясу Койпера, полосе ледяных скал, которая окружает солнечную систему. MU69 находится в самой густонаселенной области пояса, среди других холодных классических объектов, которые не были потревожены с момента их рождения миллиарды лет назад. [Пролет Нового Горизонта Ультимы Туле: полное покрытие]
«Мы выбрали холодный классический объект для очень специфического региона, потому что именно туда направлялись доказательства», - сказал Space.com Алан Стерн, главный исследователь New Horizons и специалист по планетам из Юго-западного исследовательского института (SwRI) в Колорадо. Стерн сказал, что такая миссия, как «Новые горизонты», является самым прямым способом получения информации о заре Солнечной системы.
Новые горизонты доставлены. Самые новые изображения, выпущенные вчера (2 января), показывают объект в форме снеговика с двумя лепестками, один примерно в три раза больше другого. Во время пресс-конференции ученые миссии заявили, что единственный способ формирования такого объекта - это собраться вместе на очень медленных скоростях - менее 1 мили или километра в час.
«Если вы столкнулись с другим автомобилем на этих скоростях, вы, возможно, даже не потрудитесь заполнить страховые бланки», - сказал собравшимся Джефф Мур, со-следователь New Horizons из Исследовательского центра Эймса в Калифорнии.
Эти медленные скорости формирования помогают подтвердить недавно предложенную модель формирования солнечной системы, известную как аккреция галькой. Согласно этой модели, газ и пыль, оставшиеся от образования солнца, медленно собираются вместе в виде крошечных объектов, притягиваемых гравитацией.
«Это невероятно приятно видеть, что подтверждается данными», - сказал Стерн Space.com.
"Большая физика"
Попытка понять, как планеты формируются, является проблемой. Мы не можем перемотать процесс в нашей собственной солнечной системе, поэтому ученые изучают астероиды и объекты пояса Койпера (KBO), которые остались после образования планет. Подобные объекты, вероятно, начинались как кусочки газа и пыли, которые притягивались гравитацией в виде крошечных комков, называемых галькой. Однако, в отличие от камешков на вашей дороге, камешки солнечной системы могут быть такими же большими, как гигантские валуны; идея в том, что они меньше планетарных зародышей, известных как планетезимали.
Взгляд на другие планетные системы может помочь ученым понять этот период в истории Солнечной системы, но не так много. Облако газа и пыли, которое рождает новые миры, также скрывает их, скрывая их в саване материала.
Поэтому исследователи в основном полагаются на модели, компьютерные программы, которые работают для имитации процесса формирования планет. Глядя на результаты планетных систем, исследователи могут получить представление о границах их формирования.
В 2012 году пара исследователей из Швеции предложила модель наращивания галькой, в отличие от современных теорий, предполагающих, что газ и пыль собираются вместе для создания объектов размером в километр. Модель была несовершенна, и в 2015 году теоретик Гарриоль Левисон из SwRI предложил некоторые уточнения. Теория описывала, как по мере того, как объекты росли из гальки сантиметрового размера, их гравитационные поля толкались и тянули друг друга. Эти подталкивания выбили бы некоторые зародыши из газа и пыли, отделяя их от материала, который им требовался для увеличения, в то время как те, которые оставались в диске, жарили гальку для превращения в планеты.
По словам Левисона, самые последние изображения MU69, которые команда получила прозвище Ultima Thule, доказывают теорию наращивания гальки. Два небольших объекта на KBO наталкивались на медленных скоростях, что предполагает относительно спокойный период аккреции, когда куски материала накапливаются друг на друга, а не быстрое и опасное рождение. Левисон, который не является членом команды New Horizons, является основным исследователем предстоящей миссии на один из астероидов вокруг Юпитера.
«Большая новость - это история об аккреции», - сказала Space.com Кэти Олкин, заместитель научного сотрудника New Horizons в SwRI. Эта картина того, как образовались объекты солнечной системы, подтверждается тем фактом, что две отдельные доли объекта соединены узкой шейкой, а не толстой, громоздкой.
Накопление гальки может также помочь объяснить, почему у MU69 нет видимых спутников, несмотря на то, что команда ожидала найти большие камни или луны на орбите в годы и месяцы, предшествовавшие полету.
«Действительно поразительно, что мы ничего не видим на орбите», - сказал Стерн.
Согласно Левисону, если бы двуногая форма MU69 была сформирована путем наращивания гальки, процесс мог бы выбросить меньшие остатки, которые не нарастали бы на KBO достаточно быстро, не оставляя спутников для «Новых горизонтов».
Конечно, все еще возможно, что новые, лучше разрешенные изображения, которые будут отправлены на Землю в ближайшие дни, могут обнаружить такие спутники.
Тем не менее, предварительные результаты делают MU69 коптильным пистолетом для наращивания гальки, обеспечивая сопоставительный обзор с тем, что было на прошлой неделе только теорией. Одна только эта находка имеет важные научные последствия, и остальная информация, которую New Horizons представит в течение следующих двух лет, несомненно, еще больше расскажет о процессе.
«Это большая физика, [как если бы] детектор частиц, и мы только что нашли Стандартную модель», - сказал Штерн с широкой улыбкой, ссылаясь на теорию фундаментальных частиц и то, как они взаимодействуют.
«Я думаю, что мы должны быть назначены в качестве миссии на Нобелевскую премию», сказал он.
