Egy nemrégiben megjelent kutatás eredményei alapján a legismertebb törpebolygó, a Pluto évmilliárdokkal ezelőtt egy jeges „csókkal” fogta be legnagyobb holdját, a Charont. Az új eredmények azt is megmagyarázzák, hogy miként foghatott be a Pluto egy vele összemérhető égitestet.
A tanulmányt megjelentető kutatócsoport úgy gondolja, hogy a Pluto-Charon rendszer két, a Naprendszer peremén található Kuiper-övben keringő, jeges égitest ütközése során jött létre. Az ütközéskor azonban a két égitest ahelyett, hogy kisebb darabokra szétesve megsemmisült, avagy egyesült volna, egy időre hóemberszerű alakzatként összeolvadt. Ez az összeolvadás a számítások szerint nem tartott sokáig, a két égitest 10-15 óra múlva szétvált. Pályájuk azonban a találkozás eredményeként örökre összefonódott, és ezzel létrejött a Pluto és kísérője, a Charon kettős rendszere.
Az itt leírt folyamat megmutatja egy újszerű elmélet létjogosultságát, amely szerint egy kozmikus csókhoz hasonló egyesüléssel, majd az azt követő szétválással képes lehet egy égitest egy hozzá hasonló méretű test befogására. Ha számításba vesszük ezt a lehetőséget is, a későbbiekben jobban megérthetjük a Kuiper-öv jeges égitestjeinek szerkezetét is.
Mivel ez a forgatókönyv merőben különbözik az eddig kidolgozott holdbefogási elképzelésektől, igen jelentőségteljes eredményként jelent meg a Nature Geoscience című szakfolyóiratban.
Ütközés, összeolvadás és szétválás
Mindmáig rejtélynek számított, hogy vajon a Pluto hogyan foghatott be egy olyan nagyméretű égitestet, mint a Charon. Ebben a tekintetben sokszor kettős rendszerként hivatkoznak a két égitestre: a Charon átmérője ugyanis körülbelül fele akkora, mint a Plutóé, tömege pedig a törpebolygóénak 12%-a. Összehasonlításként megemlítendő, hogy a Hold átmérője a Földének körülbelül a negyedrésze, ilyen módon pedig a Föld-Hold rendszer meglepő hasonlóságot mutat a Pluto-Charon kettőssel.
A kutatók szerint a nagyméretű holdak befogása nehezen elképzelhető a hagyományos forgatókönyv alapján, amelyek szerint a holdat az adott bolygó gravitációs ereje köti magához. Ez az eset valósul meg például a Mars Phobos és Deimos nevű holdja esetén is, valamint a Jupiter és a Szaturnusz holdjainál.
Ezzel szemben az elméletek szerint a Föld is egyetlen ütközéssel fogta be holdját: a Naprendszer fiatalkorában anyabolygónkba csapódhatott egy Theia nevű, Mars méretű égitest, amely lesodorta a földköpeny egy részét. Ebből az anyagból állt össze később a Hold.
Az ütközéses holdbefogás mibenléte azonban még sok megválaszolatlan kérdést tartogat: nem tudjuk pontosan, hogy hogyan, és milyen körülmények között lehetségesek ilyen események. Mivel azonban a Kuiper-övben számos olyan bolygó-hold együttes található, ahol a hold mérete nagynak mondható a bolygóéhoz képest, úgy tűnik, nem ritka a Pluto és a Charon esetéhez hasonlatos holdbefogási forgatókönyv megvalósulása.
Általában amikor két égitest összeütközik, a keletkező hő hatására deformálódnak, és egy részük folyékonyabbá, avagy könnyebben alakíthatóvá válik. Ez történt meg nagy valószínűséggel a Föld-Hold rendszer esetében. A külső Naprendszer jeges égitestjei esetén azonban még egy tényezőt figyelembe kell vennünk: ez pedig a szerkezeti szilárdság. Ez olyasvalami, amivel az eddigi szimulációk nem számoltak.
Az új eredményeket elérő kutatócsoport egy nagy teljesítményű számítógép használatával sikeresen beépítette a számításokba a szerkezeti szilárdság tényezőjét is. Ez pedig megmutatta, hogy ha a Pluto és a Charon kevésbé lennének szilárdak, az ütközésük során nagy valószínűséggel összeolvadtak volna. A két jeges égitest fizikai paramétereinek figyelembevételével azonban a szimuláció számításai alapján az ütközés nem okozott maradandó kárt a kettős rendszer egyik tagjában sem, így mindkét égitest ép maradt a találkozást követően.
Ilyen módon a Charon nem süppedt eléggé a Pluto felszínébe ahhoz, hogy elérje az úgynevezett együtt forgó (korotációs) sugarat, vagyis a két égitest különböző sebességgel forgott olyan módon, hogy a Pluto jócskán gyorsabban tett meg egy fordulatot a tengelye körül, mint a Charon. Ennek eredményeként a rendszer két tagja nem maradt sokáig együtt, hanem elsodródott egymás mellől a geológiai értelemben szempillantásnyi ideig, 10-15 órán át tartó „jeges csók” befejeztével. Ezután a Charon távolodni kezdett a Plutótól egészen addig, amíg el nem érte ma is ismert pályáját.
A kutatócsoport szerint ez az esemény a Naprendszer kialakulása után néhány tíz millió évvel következhetett be. Ez alapján pedig újabb információkat szerezhetünk többek között a korai Naprendszer geológiájával kapcsolatban. A csillagászok a későbbiekben szeretnék megvizsgálni a Kuiper-öv többi kettős rendszerét, például az Erist és a Dysnomiát, hogy megállapítsák, hogy az újonnan megalkotott ütközéses forgatókönyv más esetekben is helytálló-e.
Emellett a Pluto-Charon rendszernél maradva szintén a jövőbeli tervek közé tartozik a Charon árapály-viszonyainak vizsgálata és feltérképezése is.
A cikk forrása: https://www.space.com/pluto-charon-kiss-capture
