پلوتو و قمرش با بوسه ای در کمند عشق هم گرفتار شدند! پژوهش نشان می دهد - مجله فازنما

این اکتشاف تازه با نظریات پیشین که شکل گیری شارون را شبیه یک برخورد بزرگ شبیه به برخوردی که ماه زمین را شکل داده، می دانستند، مغایرت دارد. به طور خاص، این پژوهش پیشنهاد می نماید که پلوتو و شارون نه از برخوردی ویرانگر که به طور کامل آن ها را تغییر داده باشد، بلکه از یک برخورد ملایم تر و پیچیده تر شکل گرفته اند.

کشف سناریوهای تازه در برخوردهای سیاره ای

به طور معمول، بیشتر سناریوهای مربوط به برخوردهای سیاره ای به دو نوع تقسیم می شوند: برخورد و فرار (Hit and Run) یا برخورد و ادغام (Graze and Merge). به عبارت دیگر، در این سناریوها، یا اجرام پس از برخورد از هم جدا می شوند، یا به طور کامل با هم ترکیب شده و یک جرم تازه ایجاد می نمایند. اما آنچه که در این تحقیق تازه مورد توجه قرار گرفته، سناریوی کاملاً متفاوتی به نام بوسه و اسارت است. در این حالت، اجرام به هم برخورد نموده و به طور موقت به هم می چسبند، سپس با حفظ پیوند گرانشی از هم جدا می شوند و در مدارهای پایدار خود قرار می گیرند.

این مدل بوسه و اسارت دقیقاً در تضاد با فرضیه های قبلی است که بر اساس آن ها، شارون از یک برخورد بزرگ به وجود آمده بود. این نظریه ها معمولاً به ویژه در خصوص اجرامی که در نزدیکی خط برفکی (Frost Line) منظومه شمسی قرار دارند، مانند پلوتو و شارون، به طور عمده متمرکز بودند. در این خط، گازهایی مانند آب به صورت یخ درآمده و ویژگی های فیزیکی خاصی پیدا می نمایند که بر نحوه برخورد آن ها تأثیر می گذارد.

چرا پلوتو و شارون متفاوت از زمین و ماه هستند؟

مدل هایی که برای شرح برخوردهای بزرگ، به ویژه برخوردی که ماه زمین را به وجود آورد، استفاده می شوند، به طور مؤثر برای اجرام درون خط برفکی کار می نمایند. این خط جایی است که گازهایی مانند آب به یخ تبدیل شده و ویژگی های خاصی از نظر چگالی و ترکیب پیدا می نمایند. زمین و ماه به علت میزان بزرگ تر و شرایط گرمایی متفاوت در مقایسه با پلوتو و شارون، رفتار کاملاً متفاوتی از خود نشان می دهند. در حالی که زمین و ماه در دوران اولیه تشکیل خود تحت تأثیر برخوردهای بزرگ و مواد مذاب قرار گرفتند و مانند مایعات رفتار می کردند، این دو جرم کوچک تر و بسیار سردتر از زمین و ماه هستند.

پلوتو و شارون به طور عمده از سنگ و یخ ساخته شده اند و به علت چگالی بالای این مواد، آن ها از برخوردهای شدید محافظت می نمایند. در نتیجه، برخلاف مدل های سنتی برخورد که در آن ها یک جرم بزرگ به طور کامل با جسم دیگر ادغام می گردد و مواد زیادی را به فضا پرتاب می نماید، در این مورد، پلوتو و شارون به طور موقت به هم می چسبند، اما تغییرات شدیدی در آن ها ایجاد نمی گردد.

مدل تماس دوتایی؛ شبیه سازی تازه برای درک بهتر فرآیندهای کیهانی

در مدل سازی های تازه این تحقیق، این دو جرم آسمانی احتمالاً مانند یک تماس دوتایی (Contact Binary) به هم چسبیده اند. این مدل دقیقاً مشابه به حالت آرُکوث (Arrokoth) است که یکی از اجرام دوردست در منظومه شمسی است و به صورت دو لبه چسبیده به هم به جای مانده اند. در این حالت، هر یک از این اجرام با حفظ ترکیب و ویژگی های خود از هم جدا می شوند. به عبارت دیگر، آن ها به طور موقت به هم چسبیده، بدون این که ویژگی های اصلی خود را از دست دهند، از هم جدا شده و وارد مدارهای پایدار خود می شوند.

این پژوهش نشان می دهد که این برخورد اولیه می تواند شرح دهد که چرا مدار و میزان شارون به طور خاص به این شکل خاص تنظیم شده اند. در واقع، این مدل می تواند همزمان دو ویژگی از شرایط کنونی این اجرام را به درستی شرح دهد: موقعیت مدار و ویژگی های چرخش آن ها.

نتایج شبیه سازی ها؛ تأثیر برخورد اولیه بر تکامل زمین شناسی پلوتو

به گفته اریک اسپفاگ (Erik Asphaug)، یکی از محققان این پروژه، نکته مهم این تحقیق این است که مدل های استفاده شده برای اسارت شارون، نهایتاً آن را در مدار درستی قرار می دهند. این به معنای آن است که با یک مدل، دو ویژگی مهم در خصوص پلوتو و شارون به طور همزمان شرح داده می گردد. این یافته ها نشان می دهند که فرآیندهای شکل گیری اجرام در منظومه شمسی به شدت متنوع و پیچیده تر از آن چیزی هستند که پیش از این تصور می شد.

این پژوهش نه تنها یاری می نماید که درک بهتری از نحوه شکل گیری پلوتو و شارون داشته باشیم، بلکه به ویژه در زمینه تحولات زمین شناسی پلوتو نیز اطلاعات تازهی ارائه می دهد. به طور خاص، انرژی حاصل از برخورد اولیه و نیروی جزر و مدی که در طول زمان بر این دو جرم اعمال شده، احتمالاً نقش مهمی در شکل گیری ویژگی های زمین شناسی پلوتو داشته است. این فرآیندها ممکن است به پیدایش ویژگی های سطحی پلوتو که به وسیله مأموریت نیوهورایزنز (New Horizons) ناسا مشاهده شده، یاری نموده باشند.

یک کشف علمی با مفاهیم گسترده تر

این پژوهش تازه، با استفاده از مدل بوسه و اسارت، پرده از راز شکل گیری پلوتو و شارون برداشته و یک رویکرد تازه به فرآیندهای برخورد کیهانی ارائه داده است. این کشف نه تنها نحوه شکل گیری این دو جرم را روشن تر می نماید، بلکه ابزارهای تازهی را برای درک بهتر تکامل و ویژگی های زمین شناسی اجرام یخی و دورافتاده در منظومه شمسی به دست می دهد.

منبع

Nature Geoscienceمنبع: یک پزشک