Ο Arrokoth, ο «Χιονάνθρωπος του Διαστήματος», ρίχνει νέο φως στο πώς σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα

Βρίσκεται πέρα ​​από την τροχιά του Ποσειδώνα και μέσα στη Ζώνη του Κάιπερ——ένας τεράστιος περιαστρικός δίσκος μικρών υπολειμμάτων που έχουν απομείνει από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος——Το Arrokoth (παλαιότερα γνωστό ως «Ultima Thule») αντιπροσωπεύει το πιο μακρινό και πρωτόγονο αντικείμενο που έχει επισκεφτεί ποτέ ένας τεχνητός διαστημικός ανιχνευτής.

Αποκαλύφθηκε σε έναν μικρό όγκο δεδομένων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια μιας πτήσης του Ιανουαρίου του 2019 που διεξήχθη από τον ανιχνευτή New Horizons, το δυαδικό αντικείμενο επαφής διπλής λοβότητας— ή το αντικείμενο ζώνης Kuiper 2014 MU69 για να του δώσει το επίσημο όνομά του — θέμα τριών νέων εργασιών που πρόκειται να δημοσιευθούν στο περιοδικό Science. Τα βασικά ευρήματα αυτών των μελετών αποκαλύφθηκαν σε μια ενημέρωση τύπου που πραγματοποιήθηκε στο Σιάτλ της Ουάσιγκτον, στις 13 Φεβρουαρίου 2020.

Η έρευνα μας παρέχει μια εκπληκτικά λεπτομερή εικόνα της σύνθεσης και της προέλευσης του συμπαγούς δυαδικού και προτείνει ξανασκεφτείτε πώς σχηματίζονται τα πλανητικά δομικά στοιχεία-πλανητομικρά.

Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι τα αποτελέσματά τους θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον αποκλεισμό ενός μοντέλου ιεραρχικού σχηματισμού πλανητικού σχηματισμού, στο οποίο αντικείμενα από διαφορετικές περιοχές του νεφελώματος αερίου και σκόνης συγκρούονται βίαια για να δημιουργήσουν μεγαλύτερα σώματα.

Το σχήμα του Arrokoth, με τους δύο διακριτούς λοβούς του, φαίνεται να ευνοεί μια πολύ πιο λεπτή διαδικασία σχηματισμού, αυτή της τοπικής κατάρρευσης σύννεφων. Αυτό θα συνεπαγόταν την κατάρρευση περιοχών του νεφελώματος με μικρότερα σωματίδια να συσσωρεύονται σταδιακά μαζί.

Αν οι πλανητικοί σχηματίζονται διαφορετικά από ό,τι είχαν διαμορφωθεί προηγουμένως, το γεγονός ότι είναι τα δομικά στοιχεία των πλανητών σημαίνει ότι ίσως χρειαστεί επίσης να αναθεωρήσουμε τις ιδέες μας για το πώς σχηματίζονται οι ίδιοι οι πλανήτες.

Καθώς ο πλανηταίος αποτελείται από καθαρό και αμετάβλητο υλικό, η λεπτομερής μελέτη του θα μπορούσε να απαντήσει σε μακροχρόνιες ερωτήσεις σχετικά με τα στοιχεία που υπήρχαν κατά τη φάση σχηματισμού πλανητών του ηλιακού συστήματος.

Καθεμία από τις τρεις ξεχωριστές εργασίες εστιάζει σε διαφορετικές πτυχές του σχηματισμού και της σύνθεσης του Arrokoth, προσφέροντας νέες γνώσεις για τα πλανητάρια και τις συνθήκες και τη σύνθεση του πρώιμου ηλιακού συστήματος.

Τρεις εργασίες, τρεις σειρές αποδεικτικών στοιχείων που υποδεικνύουν ένα νέο παράδειγμα πλανητοειδούς σχηματισμού

Ο William McKinnon και η ομάδα του ερεύνησαν πώς το Arrokoth πήρε το μοναδικό δυαδικό του σχήμα, ανακαλύπτοντας ότι οι δύο «λοβοί» του ήταν κάποτε ξεχωριστά ανεξάρτητα σώματα.

Ο McKinnon και η ομάδα του πιστεύουν ότι τα δύο ξεχωριστά αντικείμενα που αποτελούν το Arrokoth που σχηματίστηκαν στην ίδια γειτονιά ενώθηκαν μεταξύ τους σε μια εκπληκτικά ήπια διαδικασία. Ως ιεραρχική προσαύξηση, κάθε άλλο παρά ευγενικός McKinnon και η ομάδα του πιστεύουν ότι το Arrokoth σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα μιας τοπικής κατάρρευσης του νεφελώματος.

Ενώ ο McKinnon και η ομάδα του επικεντρώθηκαν στον σχηματισμό του χαρακτηριστικού σχήματος του Arrokoth, οι ερευνητές με επικεφαλής τον John Spencer μελετούσαν αυτό το σχήμα με επίπονες λεπτομέρειες.

Ο Spencer και οι συνεργάτες του αποκαλύπτουν ότι οι δυαδικοί λοβοί του Arrokoth είναι πεπλατυσμένοι σε σχήμα με μεγαλύτερο όγκο από ό,τι αρχικά πίστευαν. Είναι επίσης σχεδόν τέλεια ευθυγραμμισμένα. "Αυτό μας λέει ότι αυτά δεν είναι αντικείμενα που απλώς μπερδεύτηκαν μαζί," Spencer "Έχουν περιφερθεί το ένα γύρω από το άλλο για μεγάλο χρονικό διάστημα, παρασύρονται απαλά μαζί."

Η ομάδα μπόρεσε επίσης να εξακριβώσει λεπτομέρειες σχετικά με το επιφάνεια της δυαδικής επαφής, περιγράφοντας στο χαρτί τους μια λεία όψη με μόνο ελαφρύ κρατήρα. Αυτό σημαίνει ότι το Arrokoth ξεχωρίζει από τα σώματα που έχουν επισκεφτεί προηγουμένως στο ηλιακό σύστημα, καθώς έχουν χτυπηθεί από πολύ λίγα άλλα αντικείμενα. Η μεγαλύτερη συνέπεια είναι ότι η σύνθεση του Arrokoth είναι αμόλυντη και επομένως μπορεί να αντιπροσωπεύει την καλύτερη ευκαιρία να μελετήσουμε τα δομικά στοιχεία του ηλιακού συστήματος.

Άλλοι κομήτες που σχηματίζονται πιο κοντά στον Ήλιο εξελίσσονται πολύ γρήγορα ως αποτέλεσμα των έντονων περιβαλλόντων στα οποία βρίσκονται. για 4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο Will Grundy και η ερευνητική ομάδα με την οποία συνεργάστηκε επιφορτίστηκαν με τη διερεύνηση της σύνθεσης, του χρώματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας του Arrokoth. Βρήκαν ότι η χαρακτηριστική και ομοιόμορφη κόκκινη απόχρωση του πλανητήσιου είναι αποτέλεσμα της παρουσίας αγνώστων σύνθετων οργανικών μορίων——μορίων που σχηματίζονται από άνθρακα, άζωτο, οξυγόνο μεταξύ άλλων στοιχείων—που υπάρχουν με πάγο μεθανόλης.

Το έγγραφο του Grundy διατυπώνει διάφορες προτάσεις για το πώς αυτή η παγωμένη μεθανόλη θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί στο αντικείμενο της Ζώνης Kuiper, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού με ακτινοβολία μικτού νερού και πάγου μεθανίου από τις κοσμικές ακτίνες. Η ομάδα δεν μπόρεσε να ανιχνεύσει την παρουσία νερού στο Arrokoth, αλλά πιστεύει ότι θα μπορούσε ακόμη να είναι παρόν, επί του παρόντος «καλυμμένο» ή κρυμμένο από τα μάτια.

Η ομοιομορφία του χρώματος και της σύνθεσης της επιφάνειας του συμπαγούς δυαδικού συστήματος παρέχει την τρίτη γραμμή αποδεικτικών στοιχείων για την υποστήριξη της θεωρίας ότι σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της κατάρρευσης του τοπικού νεφελώματος.

Ο Stern δεν υποβαθμίζει τη σημασία αυτών των αποδεικτικών στοιχείων που υποστηρίζουν ένα νέο παράδειγμα πλανητοειδούς σχηματισμού-τοπικής κατάρρευσης σύννεφων. Συγκρίνοντάς το με την ανακάλυψη της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου που τελικά έλυσε τον ανταγωνισμό μεταξύ διαφορετικών μοντέλων προέλευσης του σύμπαντος, λέει:«Αυτό είναι ένα υπέροχο επιστημονικό παρόν. Είναι πραγματικά μια στιγμή ορόσημο».

Ο Stern καταλήγει στο συμπέρασμα ότι κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά του Arrokoth που παρατηρούνται δείχνουν προς το μοντέλο κατάρρευσης σύννεφων. Όσο για το μέλλον, λέει ότι η αποστολή New Horizons έχει εμπνεύσει άλλους ερευνητές να επισκεφθούν ξανά έναν άλλο ένοικο της Ζώνης Kuiper – τον ​​νάνο πλανήτη Πλούτωνα.

Ο Στερν επισημαίνει επίσης ότι παρόλο που ο ανιχνευτής New Horizons έχει «άφθονο αέριο στη δεξαμενή», η ιδανική αποστολή θα μελετούσε τον Πλούτωνα για μια περίοδο μερικών ετών πριν απομακρυνθεί και ερευνήσει άλλα σώματα. στη ζώνη του Κάιπερ.