Кратеры на Плутоне и Хароне рассказали о недостатке малых тел в Поясе Койпера
Астрономы на основе снимков автоматической межпланетной станции New Horizons смогли обнаружить недостаток небольших объектов (от 91 метров до 1,6 километров) в Поясе Койпера, лежащем за орбитой Нептуна. Обнаружить это удалось благодаря построенному распределению по размерам ударных кратеров на Плутоне и Хароне. Статья опубликована в журнале Science.
Пояс Койпера представляет собой область за орбитой Нептуна, расположенную на расстоянии 30–55 астрономических единиц от Солнца и содержащую тела, оставшиеся нетронутыми после формирования Солнечной системы на протяжении последних четырех миллиардов лет. Многие из этих тел ответственны за формирование ударных кратеров на поверхностях внешних тел Солнечной системы, таких как карликовые планеты или ледяные спутники планет-гигантов. Таким образом, изучая распределение кратеров можно построить распределение по размерам объектов пояса Койпера с диаметрами менее ста километров, которые их создали, что, в свою очередь, позволяет понять их эволюцию, например определить, являются ли наблюдаемые ядра комет, таких как 67P/Чурюмова—Герасименко, нетронутыми со времен их формирования или же они претерпели существенные изменения в ходе столкновений с другими телами. Кроме того, подобные данные необходимы для проверки моделей формирования Солнечной cистемы. Построить такое распределение на основе данных с наземных телескопов крайне трудно, так как небольшие объекты Пояса Койпера тусклые.
В новой работе группа астрономов во главе с Келси Сингер (Kelsi Singer) проанализировала распределение по размерам ударных кратеров на Плутоне и его крупнейшем спутнике Хароне, используя снимки, полученные бортовыми камерами межпланетной станции New Horizons в ходе сближения с ними в 2015 году, которые охватывают примерно сорок процентов от общей площади поверхности каждого из тел. Оказалось, что ударные кратеры на этих телах были сформированы в результате столкновений с несколькими отдельными группами объектов пояса Койпера: «холодные» и «горячие» популяции кьюбивано, плутино и внешние классические объекты Пояса Койпера. Их диаметры оцениваются от 300 метров до 40 километров, что меньше, чем у большинства объектов Пояса Койпера, наблюдаемых при помощи различных телескопов. Однако на Хароне наблюдается недостаток небольших кратеров, диаметром менее 13 километров, что не может быть объяснено только активностью геологических процессов, как в случае Плутона. Это говорит о том, что в Поясе Койпера может быть гораздо меньшее количество объектов с размерами от 91 метров до 1,6 километров, чем считалось ранее.
Эти результаты говорят о том, что процессы формирования и эволюции Пояса Койпера отличаются от аналогичных процессов в Главном поясе астероидов, в котором наблюдается гораздо большее количество небольших тел. Предполагается, что это связано с большей частотой столкновений тел в Главном поясе.
Подробнее об открытиях, сделанных аппаратом New Horizons, читайте в нашем материале и на специальной странице.
Александр Войтюк
Но не все из них станут потом планетами
Астрономы при помощи телескопов VLT и ALMA впервые увидели результаты действия механизма гравитационной нестабильности в планетарных масштабах. Они обнаружили крупные сгустки вещества, могущие быть зародышами планет, в газопылевой оболочке вокруг молодой звезды V960 Mon. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Модель аккреции газа из протопланетного диска на твердое ядро, рождающееся за счет слипания пылевых частиц и планетезималей, считается основной для объяснения формирования газовых гигантов. Однако для экзогигантов и коричневых карликов, находящихся на больших расстояниях от родительских звезд, такая модель подходит хуже, так как время жизни газового диска будет меньше, чем время, необходимое для набора массы объектом. В этом случае модель формирования крупного тела за счет гравитационной нестабильности во внешней части протопланетного диска считается более подходящей, причем лежащие в ее основе физические механизмы могут объяснять и вспышки аккреции вещества на молодые звездные объекты, например фуоры. Группа астрономов во главе с Филиппом Вебером (Philipp Weber) из Университета Сантьяго в Чили опубликовала результаты анализа наблюдений за молодой звездой V960 Mon, проведенных при помощи приемника SPHERE, установленных на комплексе телескопов VLT, в 2016 году. Ученые также использовали архивные данные наблюдений за звездой наземной системы радиотелескопов ALMA. V960 Mon находится на расстоянии около пяти тысяч световых лет от Солнца в созвездии Единорога и относится к фуорам. Она находится в фазе вспышки аккреции с 2014 года и окружена газопылевой оболочкой с массой около 0,6 массы Солнца. Ученые обнаружили вокруг звезды S-образную структуру, у которой обе части состоят из как минимум двух смежных спиральных рукавов. Их протяженность составляет несколько тысяч астрономических единиц. Вблизи звезды наблюдается яркий компаньон, а в спиральных рукавах заметны сгустки вещества, которые при температуре в 50 кельвин могут содержать от 3 до 10 масс Земли в твердой фазе и около 1-3 масс Юпитера в виде газа. Обнаружение сгустков планетарной массы означает, что спиральные рукава фрагментируются за счет гравитационной нестабильности, а сами сгустки могут быть зародышами планет. Однако в дальнейшем часть из них может распасться, упасть на звезду или быть выброшенными прочь из системы, породив планеты-изгои. Ранее мы рассказывали о том, как спиральные рукава указали на гигантскую протопланету.