Почему в Солнечной системе так много космических снеговиков?
В далеких уголках Солнечной системы скрывается множество объектов, отдаленно похожих на снеговиков — они представляют собой пары соединенных сфер. Портал space.com рассказал о научной работе, которая выяснила, из-за чего они появляются.
В 2019-м аппарат NASA New Horizons впервые сделал близкие снимки планетизималей в форме двух сцепленных сфер — в науке таких «снеговиков» называют тесными двойными системами. А другие исследования обнаружили, что примерно 1 из 10 или 1 из 4 планетизималей могут иметь ту же форму.
Но до недавних пор причина, по которой они сформировались, была непонятна. Ранее ученые пытались рассчитать происхождение тесных двойных систем, моделируя их как сталкивающиеся сфер, но из раза в раз получали не тот результат — идеальное слияние в одну большую сферу, без других форм.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрономы попробовали другой метод. Они решили смоделировать планетизимали в форме облаков частиц, лежащих друг на друге. Данный способ куда интенсивнее в плане вычислительной мощности, поскольку симуляции нужно учитывать положение множества индивидуальных частиц.
Однако эксперимент принес результаты. Иногда в ходе симуляции облака частиц по мере вращения объединялись не в одну сферу, а в две планетизимали, находившиеся на орбитах друг друга. Они притягиваются, после чего мягко сталкиваются — и происходит слияние.
Если верить автором научной работы, подобный процесс может создавать разные формы — от плоской до «снеговиковой». Скорость движения планетизималей и сила притяжения их частиц определяет, какую форму они в итоге примут. Пары планетизималей, из которых состоят космические снеговики, вероятно, могут пребывать в таком состоянии миллионы, если не миллиарды, лет, потому что им вряд ли грозит столкновение с другими объектами. А без столкновения нет какой-либо силы, которая способна разлучить их.
Помимо этого, авторы работы выяснили, что подобные тесные двойные системы составляют лишь 4% из всех изученных планетизималей. Новая цифра далека от прежних прогнозов в 10-25%. При этом ученые отмечают, что их симуляции были ограничены по размеру частиц; если увеличить количество и возможные диаметры, то и форм гипотетических планетизималей будет больше.