Спостереження за околицями Сонячної системи допомогли астрономам зрозуміти, як дрібна космічна “галька” об’єднується і перетворюється у відносно великі зародки планет. Це відкриття допоможе розкрити історію формування Землі і знайти її “сестер” серед інших зірок, пишуть вчені в журналі Nature Astronomy.
“У Сонячній системі збереглася величезна кількість артефактів, здатних розкрити таємниці народження планет. Їх дуже важко розшифрувати, проте спільна робота теоретиків і спостерігачів дозволила нам зрозуміти, як починається і закінчується процес формування їх зародків”, – зазначив Девід Несворни (David Nesvorny) з Південно-західного дослідницького інституту в Боулдері (США).
Сьогодні у вчених майже немає сумнівів в тому, що планети народжуються всередині плоского газопилового диска, заповненого дрібними частинками пилу і щільними клубами газу, а їх формування закінчується в ході серій зіткнень планетезималей – “зародків” планет розміром з Весту або Цереру, а також великих комет і астероїдів.
“Посередині” між ними знаходиться теоретична порожнеча – поки планетологи не прийшли до єдиної думки щодо того, що відбувається після об’єднання одиничних зерен пилу в відносно невеликі грудки розміром в сантиметр. Існує кілька різних теорій, перевірка яких була неможливою до останнього часу.
Відповідь на цю загадку планетологи намагаються знайти двома шляхами – спостерігаючи за новонародженими планетними системи за допомогою мікрохвильових телескопів, і вивчаючи зерна пилу, що збереглися в надрах комет з часів народження Землі. Перші дослідження такого роду були проведені в 2014 і 2015 роках зондом “Розетта” і модулем “Філа”, скинутим на поверхню комети Чурюмова-Герасименко в листопаді 2014 року.
Несворни і його колеги з’ясували, що відповідь на це питання можна знайти ще в одному місці – на околицях Сонячної системи, де мешкає безліч карликових планет. Деякі з них обертаються в протилежному напрямку по відношенню до Землі і інших планет, або ж їх орбіти нахилені під великим кутом до “млинця” нашої планетої сім’ї.
До того ж, багато з них виявилися не поодинокими, а подвійними малими небесними тілами, чиї “половинки” або обертаються навколо одна одної на дуже невеликій відстані, або ж стикаються. Саме так влаштована карликова планета Ультіма Тулі, “плоский світ”, який недавно вивчив зонд New Horizons.
Подібні властивості абсолютно не характерні для “великих” світів нашої планетної сім’ї і вони, як показали розрахунки американських планетологов, можуть відображати в собі те, як формувалися перші планетізімалі.
Наприклад, багато вчених припускають, що “зародки” планет зародилися завдяки тому, що протопланетний диск був неоднорідний за своєю структурою. Усередині нього містилися як щодо розріджені, так і щільні ділянки, де пилу, газу і космічної “гальки” було більше.
Ці неоднорідності і породжувані ними аеродинамічні сили будуть змушувати інші частинки матерії збиватися в купи в подібних точках, що швидко призводить до формування досить великих планетезималей. Майже всі з них, як показали розрахунки Несворни і його колег, будуть об’єднані в пари, причому вони будуть обертатися навколо одна одної в тому ж напрямку, як і навколо Сонця.
Керуючись цією ідеєю, автори статті простежили за рухом кількох десятків подвійних карликових планет, використовуючи орбітальну обсерваторію “Хаббл” і наземний телескоп Кека на Гавайських островах. Виявилося, що більше 80% об’єктів було влаштовано так, як передбачала ця теорія, що свідчить на користь її справедливості.
Як сподіваються вчені, нові порції даних, які New Horizons передасть на Землю в найближчі місяці і роки, допоможуть їм уточнити ці викладки і розкрити нові таємниці народження зародків планет.
