Nova studija pokazuje da se kontaktni binari — ledena tela koja podsećaju na "sneškove" — mogu nastati kada se vrteći oblaci čestica podelе i formiraju binarne planetesimale koje kasnije nežno spiralno pozajmljuju i spoje. Model, zasnovan na simulacijama čestica, objašnjava raznovrsne oblike: sferne, spljoštene, duguljaste i "sneško" oblike. Simulacije su dale oko 4% kontaktnih binara, ali istraživači smatraju da veća rezolucija modela može povećati ovaj udeo.
Tajne „svemirskih sneškova“: Kako nastaju binarni ledeni objekti iza Neptuna
Composite image of the Kuiper Belt object Arrokoth, as photographed by NASA's New Horizons spacecraft in 2019. | Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
U udaljenim delovima Sunčevog sistema nalaze se brojna ledena tela koja podsećaju na sneška — dva spojena kruga ili sfere poznata kao kontaktni binari. Nova studija prikazuje jednostavan i uverljiv mehanizam nastanka tih objekata, zasnovan na simulacijama oblaka čestica koje se gravitirano skupljaju i međusobno spajaju.
Šta su kontaktni binari?
Planetesimali su mali, ledeni gradivni blokovi koji su nastali u prvim milionima godina nakon formiranja Sunca. U regionu iza Neptuna — u Kuiperovom pojasu — astronomi su snimili mnoge takve objekte. Godine 2019. svemirska sonda New Horizons poslala je prve bliske snimke planetesimala koji izgledaju kao spojene sfere, što je podstaklo istraživače da potraže objašnjenje kako su nastali.
Model: Oblaci čestica umesto savršenih sfera
Umesto da planetesimale tretiraju kao čvrste, savršene sfere koje se jednostavno sudare i stopljavaju, autori nove studije modelovali su ih kao oblake pojedinačnih čestica („šljunka“ ili grudvica leda) koje se naslanjaju i međusobno se prianjaju. Taj pristup je računski zahtevniji, ali daje realističnije rezultate i širok spektar konačnih oblika.
"Ovaj metod je računski zahtevniji od prethodnih modela sa savršenim spajanjem, jer moramo pratiti mnoge pojedinačne čestice koje sačinjavaju jedan planetesimal, a ne samo jednu veliku česticu veličine planetesimala," rekao je Jackson Barnes, glavni autor studije i planetarni naučnik na Michigan State University.
Kako nastaju "sneškovi"
U simulacijama se dešavalo da se vrteći oblaci formiraju ne jedan, već dva odvojena tela koja počnu da se kreću u međusobnoj orbiti — binarni planetesimali. Tokom vremena ta dvojica mogu spiralno da se približe usled gubitka orbitalne energije i na kraju nežno stupe u kontakt i spoje se, stvarajući kontaktni binar sa različitim oblicima: sfernim, spljoštenim, duguljastim ili karakterističnim "sneško" izgledom.
Credit: Michigan State University Jacobson Lab
Rezultati, ograničenja i dalje istraživanje
Autori su u svojim simulacijama zabeležili da oko 4% formiranih planetesimala čine kontaktni binari, što je manje od ranijih procena od 10–25% zasnovanih na posmatranjima. Istraživači ističu da je taj rezultat najverovatnije posledica ograničene rezolucije simulacija — broja i raspona veličina čestica koje su mogli da modeluju. Povećanje detaljnosti simulacija verovatno bi povećalo udeo nastalih kontaktnih binara.
Simulacije takođe pokazuju da vrteći oblaci mogu formirati trojna ili višestruka udruženja planetasimala, što bi moglo objasniti retke trojne sisteme primećene u Kuiperovom pojasu. Ovo je trenutno predmet daljih istraživanja tima.
Bez značajnih spoljnjih sudara, parovi planetesimala koji čine ove "sneškove" mogu opstati milionima ili milijardama godina, jer nema sile koja bi lako rastavila njihovu nežnu vezu.
Rad je objavljen 19. februara u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Pomozite nam da budemo bolji.
