Najbardziej odległy świat, jaki kiedykolwiek badaliśmy, rzucił światło na to, jak rodzą się planety

W najdalszych zakątkach Układu Słonecznego mała kosmiczna skała pokazuje nam, jak powstają olbrzymie planety.

Arrocot – najbardziej odległy i najbardziej pierwotny świat, jaki kiedykolwiek odwiedził ludzki statek kosmiczny – teraz ujawnia swoje sekrety w trzech nowych eksploracjach.

Wyniki te mogą rozwiązać niektóre kontrowersje dotyczące sposobu formowania się planetozymali – małych skalistych „nasion”, które zamieniają się w planety. Ten proces wygląda na znacznie „łagodniejszy” niż wcześniej sądzono.

„Arrocot to najdalszy, najbardziej prymitywny i najstarszy obiekt, jaki kiedykolwiek zbadał statek kosmiczny, więc wiedzieliśmy, że będzie miał wyjątkową historię” – powiedział Alan Stern z Southwest Research Institute w Kolorado i główny badacz New horyzonty ”.

„Sonda dostarczyła nam informacji o tym, jak powstawały planetozymale i wierzymy, że wynik ten oznacza znaczący postęp w zrozumieniu ogólnego powstawania planetozymali i planet”.

Sonda New Horizons odwiedziła w zeszłym roku Arrocot, wcześniej znany jako (486958) 2014 MU69 lub Ultima Thule, podczas opuszczania Pasu Kuipera.

Znajdujący się w średniej odległości 6,7 miliardów kilometrów od Słońca i przy okresie orbitalnym 293 lat Arrocot jest najbardziej odległym pojedynczym obiektem w Układzie Słonecznym, jaki odkryli astronomowie.

Tak daleko od Słońca, poza zasięgiem ostrego promieniowania słonecznego i ze stabilną orbitą, Arrocot był właściwie kapsułą czasu od czasu powstania Układu Słonecznego 4,6 miliarda lat temu.

W maju ubiegłego roku opublikowano pierwszy strumień badań, w którym wyszczególniono wstępne wyniki tego lotu, opierając się na zaledwie 10 procentach danych, które New Horizons wciąż wysyłał na Ziemię.

Różne grupy naukowców odkryły, że Arrocot był kiedyś obiektem binarnym, którego dwie połowy były delikatnie połączone, chociaż procesy, które do tego doprowadziły, były niejasne; i że jego powierzchnia była przeważnie czerwona, chociaż nie było wiadomo, co nadało jej ten kolor.

Teraz, po 10-krotnym przeanalizowaniu danych wykorzystanych w tych oryginalnych dokumentach, udzielono odpowiedzi na niektóre pytania.

Zazwyczaj istnieją dwie konkurujące ze sobą teorie na temat narodzin planet.

Zgodnie z istniejącym od dawna hierarchicznym modelem akrecji planetozymalnej, elementy budulcowe planet powstają, gdy różne części mgławicy słonecznej – obłok gazu i pyłu, który uformował słońce i planety – rozpraszają się.

Z drugiej strony model budowania zakłada, że elementy z tego samego obszaru stopniowo i delikatnie łączą się, tworząc obiekty binarne.

Najnowsze dane nadają wagę najnowszemu modelowi.

Zdaniem naukowców, gdyby Arrocot uformował się z kawałków łączących się z różnymi częściami mgławicy, widoczne byłyby dowody na zderzenia.

“ Nie ma dowodów '' – napisał zespół w swoim artykule – “ na temat heliocentrycznej, szybkiej ewolucji kolizyjnej lub jakiegokolwiek katastrofalnego (lub sub-katastroficznego) wpływu podczas jego cyklu życia … Zamiast tego dochodzimy do wniosku, że jego dwa płaty połączyły się z małą prędkością, a nie więcej niż kilka metrów na sekundę i prawdopodobnie znacznie wolniej ”.

Sugeruje to, że dwa płaty uformowały się w tej samej części mgławicy słonecznej – obłoku gazu i pyłu, który uformował słońce i planety.

„Arrocot wygląda tak nie dlatego, że powstał w wyniku zderzeń, ale w bardziej złożonym tańcu, w którym złożone obiekty powoli obracają się wokół siebie przed połączeniem” – powiedział McKinnon.

Drugi artykuł astronoma Johna Spencera z Southwest Research Institute i współpracowników badających powierzchnię Arrocot. Potwierdzili, że jest gładki i lekko kratkowany, co wyraźnie kontrastuje z innymi obiektami w Układzie Słonecznym.

Potwierdzili również, że Arrocot nie miał pierścieni ani satelitów w promieniu ponad 180 metrów w promieniu 8000 kilometrów ani atmosfery, gazów lub pyłu, których obecność wskazywałaby na stosunkowo niedawną kolizję. Oznacza to, że Arrokot nie był zakłócany przez bardzo długi czas.

Przyjrzeli się też bliżej kraterom Arrocot i odkryli, że powierzchnia obiektu, mająca około 4 miliardy lat, jest prawie tak długa, jak sam Układ Słoneczny.

Ogólnie rzecz biorąc, pomimo braku kraterów na jego powierzchni, obserwowana gęstość krateru odpowiada wiekowi około 4 miliardów lat.

Wreszcie, w trzecim artykule astronom Will Grundy z Lowell Observatory i jego koledzy zbadali osobliwy kolor Arrocot. Najbardziej czerwony materiał występujący w naturze – tak zwana „materia podczerwona” – w Układzie Słonecznym znajduje się w Pasie Kuipera i jest nim pokryty Arrocot, ale dokładna natura tego materiału jest niejasna.

Zespół odkrył, że obiekt jest jednolicie zimny i czerwony, pokryty lodem metanolu i złożonymi cząsteczkami organicznymi, których nie byli w stanie dokładnie zidentyfikować na podstawie ograniczonych danych spektralnych, które mogły zebrać New Horizons. Te cząsteczki prawdopodobnie stworzą kolor czerwony.

To nie tylko potwierdza, że źródłem substancji podczerwonej są cząsteczki organiczne; Jednorodność koloru – a także wiek powierzchni określony przez zespół Spencera – również potwierdzają wniosek, że Arrocot powstał w silnie zlokalizowanym regionie.

„Arrocot ma cechy fizyczne, które powoli gromadzą się razem z„ rodzimymi ”materiałami w Układzie Słonecznym” – powiedział Grandi. „Obiekt taki jak Arrocot nie powstałby i nie wyglądałby tak, jak jest w bardziej chaotycznym środowisku akrecyjnym”.

Prawdopodobnie nie zostało zbyt wiele danych o Arrococie, które sonda może wysłać na Ziemię, więc wszelkie przyszłe analizy powinny być oparte na tym, co już mamy. Ale wydaje się, że te odległe obiekty z pasa Kuipera mogą nam powiedzieć dużo więcej o narodzinach naszego Układu Słonecznego.