Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом

Астрономы промоделировали столкновение объекта Пояса Койпера Аррокота с другим телом, в результате чего появился крупный кратер. Подобный катаклизм мог разрушить перемычку и привести к переформированию двойной системы, однако, если вещество транснептуновых объектов на самом деле прочнее сцеплено друг с другом, то ударное воздействие привело лишь к небольшому увеличению периода вращения. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

 2014 MU₆₉ или Аррокот относится к холодной популяции классических объектов Пояса Койпера. Это планетезималь, оставшаяся в почти первозданном виде со времен ранней Солнечной системы, год на которой длится 295 земных лет. 1 января 2019 года вблизи Аррокота пролетела межпланетная станция New Horizons, которая впервые в истории получила детальные снимки транснептунового объекта из Пояса Койпера. Собранные аппаратом данные позволяют узнать больше о составе и механизмах образования планетезималей в ранней Солнечной системе, из которых, в дальнейшем, формировались планеты и их спутники. 

Аррокот представляет собой контактную двойную систему из эллипсоидальных тел, которую можно вписать в сферу с диаметром 18,3 километра. Центр масс объекта находится внутри крупной доли, а период вращения вокруг собственной оси составляет 15,92 часа. Двудольные системы среди транснептуновых объектов и комет не редкость, они могут образовываться в результате множества различных процессов, например при мягком слиянии объектов, образованных в ходе первичной агломерации газа и пыли в протосолнечной туманности или при катастрофическом столкновении двух тел. Эти системы имеют структурно слабое место в районе перешейка между долями, при разрушении или сильной эрозии которого система может распасться. 

В случае Аррокота две его доли соединены перемычкой, которая образовалась при слипании тел на малой скорости, примерно несколько метров в секунду. На поверхности меньшей доли объекта выделяется круглая впадина Мэриленд, диаметром семь километров, считающаяся самым крупным ударным кратером на Аррокоте. Объект, который мог создать подобное образование, должен был иметь ширину в несколько сотен метров и двигаться относительно Аррокота со скоростью около 6400 километров в час. Если такой катаклизм произошел уже после формирования двойной системы, то он мог серьезно повредить ее компоненты. Отсюда возникает вопрос о том, как Аррокот пережил подобное событие.

Астрономы во главе с Масатоши Хирабаяши (Masatoshi Hirabayashi) из Обернского университета опубликовали результаты моделирований столкновения Аррокота с другим телом, целью которых было понимание прочности системы и возможных сценариев ее эволюции после катаклизма. Большая доля Аррокота в моделях представляет собой трехосный эллипсоид размером 22×20×7 километров, в то время как меньшая доля представляет собой сферу с радиусом 6,3 километра.

Оказалось, что даже если рассмотреть случай с ударным телом, радиус которого составляет 111 метров, это изменит период вращения Аррокота всего на четыре минуты. Чтобы столкновение не повлияло на перемычку, вещество Аррокота должно иметь большую прочность сцепления, по крайней мере, десятки килопаскалей, в зависимости от плотности. Если это действительно так, то современные знания о прочности сцепления малых тел Солнечной системы могут нуждаться в пересмотре. В качестве альтернативы ученые предположили, что столкновение с другим телом все же привело к разрушению перемычки и переформированию системы, в этом случае оценка объемной плотности Аррокота составляет от 300 до 500 килограммов на кубический метр, что согласуется со средней плотностью ядра кометы  Чурюмова — Герасименко, которая равна 530 килограммов на кубический метр.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы выяснили, что ядро кометы Чурюмова — Герасименко могло образоваться при скользящем прямом столкновении двух кометезималей.

Александр Войтюк