Моделирование демонстрирует, что объекты, напоминающие снеговиков и состоящие из двух компонентов, в поясе Койпера возникали в результате естественных гравитационных коллапсов, а не столкновений.
Астрономы давно обсуждают, почему многие ледяные объекты в удаленных областях Солнечной системы (в поясе Койпера и облаке Оорта) имеют форму, схожую со снеговиками — двухкомпонентными телами с прочно «склеенными» сфероидными частями. Эти так называемые контактные бинарные системы (или «кентавры») составляют примерно 10% от всех малых объектов, обнаруженных в поясе Койпера — зоне за орбитой Нептуна. На расстоянии 30 и более астрономических единиц (4,5 миллиарда километров) от Солнца находятся древние, практически неизмененные остатки раннего материала Солнечной системы.
Недавнее исследование предоставляет убедительные доказательства того, что такие формы могут возникать естественным образом через гравитационный коллапс облака частиц, а не только в результате редких столкновений или необычных аномалий. Работа опубликована в престижном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Гравитационный коллапс: естественный путь рождения «кентавра»
Ранее модели формирования контактных бинаров упрощали физические процессы и рассматривали столкновения тел как «слияние жидких капель», что не позволяло получить характерные «двухлепестковые» формы. Магистрант Джексон Барнс из Университета штата Мичиган создал более реалистичную компьютерную симуляцию, учитывающую физическую прочность частиц и эффекты естественного контакта между ними.
Симуляции показывают, что из облака пыли сначала формируются два отдельных тела, которые со временем постепенно сближаются и мягко соприкасаются, при этом сохраняя свою сферическую форму. Этот процесс представляется менее драматичным, чем резкие столкновения, но способен приводить к образованию гравитационно связанных бинарных структур в значительных количествах.