מחקר חדש מצביע על כך שלפני מיליארדי שנים, ייתכן שפלוטו לכד את הירח הגדול ביותר שלו, כארון, ב"נשיקה קפואה" קצרה מאוד. התיאוריה יכולה להסביר כיצד כוכב הלכת הננסי (כן, היינו רוצים שגם פלוטו היה עדיין כוכב לכת) יכול לתפוס ירח שגודלו כמחציתו.
הצוות שמאחורי המחקר הזה חושב ששני עולמות קפואים הממוקמים בחגורת קויפר, טבעת של גופים קפואים הממוקמים רחוק מהשמש בקצה של, התנגשו יחד לפני מיליארדי שנים. במקום למחוק זה את זה, שני הגופים אוחדו כ"איש שלג קוסמי מסתובב". גופים אלה נפרדו מהר יחסית אך נותרו קשורים במסלול כדי ליצור את/מערכת כרון שאנו רואים היום.
תהליך "נשיקה ולכידה" זה מייצג תיאוריה חדשה של לכידת ירח והתנגשות קוסמית. זה גם יכול לעזור למדענים לחקור טוב יותר את החוזק המבני של עולמות קפואים וקפואים בחגורת קויפר.
"גילינו שאם נניח שפלוטו וכרון הם גופים בעלי חוזק חומרי, פלוטו אכן יכול ללכוד את כארון מפגיעה ענקית", אמר ראש הצוות וחוקר הירח והכוכבים של אוניברסיטת אריזונה, אדין דנטון, ל-Space.com. "התהליך של לכידת התנגשות זו נקרא 'נשיקה-ולכידה' מכיוון שפלוטו וכרון מתמזגים בקצרה, אלמנט ה'נשיקה', לפני שהם נפרדים ליצירת שני גופים עצמאיים".
רוב תרחישי ההתנגשות הפלנטריים מסווגים כ"פגע וברח" או "רעה והתמזג", כלומר תרחיש "נשיקה ולכידה" הזה הוא משהו חדש לגמרי.
"היינובְּהֶחלֵטמופתע מהחלק של ה'נשיקה' של נשיקה-ולכידה", המשיך דנטון. "לא באמת הייתה סוג של השפעה לפני כן שבה שני הגופות מתמזגות רק באופן זמני לפני שנפרדות מחדש!"
המחקר של הצוות פורסם ב-6 בינואר בכתב העת
פלוטו ניצח את כארון בנשיקה של 10 שעות
הסיבה שמערכת היחסים של פלוטו עם קארון הייתה מאתגרת למדענים היא בגלל ההבדל הקטן יחסית בגודל ובמסה בין שני הגופים הקפואים.
"כארון הוא ענק יחסית לפלוטו, עד לנקודה שבה הם למעשה בינאריים", הסביר דנטון. "זה חצי מגודלו של פלוטו ו-12% מהמסה שלו, מה שהופך אותו להרבה יותר דומה לירח של כדור הארץ מכל ירח אחר בעולם."
לשם השוואה, הירח שלנו הוא רק רבע מגודלו של כדור הארץ, בעוד הירח הגדול ביותר במערכת השמש, גנימד, הוא בערך 1/28 מגודלו של כוכב הלכת האם שלו,.
החוקר מאוניברסיטת אריזונה, שהוא גם אפוסט דוקטורט, הוסיף שקשה להשיג ירח כל כך גדול יחסית בצורה "רגילה". ("נורמלי" הוא לכידת הכבידה של ירחים כמוירחים פובוס ודימוס והירחים של כוכבי הלכת הענקייםו.)
המשמעות היא שהתיאוריה הרווחת של היווצרות מערכת פלוטו וכרון מבוססת על רעיון לכידת התנגשות, בדומה לאופן שבו מאמינים שגוף מאסיבי נחבט לתוךלשגר חומר שכוכב הלכת שלנו לכד עד לידתו.
"משהו גדול פוגע בפלוטו, ואתה מקבל את כארון, אבל כמו עם מערכת כדור הארץ-ירח, אנחנו לא לגמרי יודעים איך זה עובד ואת התנאים שבהם זה מתרחש", אמר דנטון. "זו שאלה די גדולה מכיוון שלחבורה של אובייקטים גדולים אחרים בחגורת קויפר יש גם ירחים גדולים, אז נראה שזה משהו שקורה בחגורת קויפר בתדירות מסוימת, אבל אנחנו לא יודעים איך ולמה."
במהלך "לכידת התנגשות" רגילה מתרחשת התנגשות מסיבית, ושני הגופים נמתחים ומתעוותים בצורה דמוית נוזל. תהליך זה מסביר היטב את יצירת מערכת כדור הארץ/ירח מכיוון שהחום העז שנוצר בהתנגשות והמסה הגדולה יותר של הגופים המעורבים גורמים להם לפעול בצורה נוזלית.
כאשר בוחנים את פלוטו וכרון בתהליך לכידת התנגשות, יש לקחת בחשבון גורם נוסף: החוזק המבני של הגופים הקפואים והסלעיים הקרים יותר. זה משהו שהוזנח בעבר כאשר חוקרים שקלו את יצירתו המתנגשת של כרון.
כדי להביא זאת לסימולציות, הצוות פנה ל-אשכול המחשוב בעל הביצועים הגבוהים של אוניברסיטת אריזונה. כאשר דנטון ועמיתיו הסבירו את החוזק של החומרים הללו בסימולציה שלהם, צץ משהו בלתי צפוי לחלוטין.
"מכיוון שלשני הגופים יש חוזק חומרי, קארון לא חדר עמוק מספיק לתוך פלוטו כדי להתמזג איתו; זה לא נכון כשהגופים הם נוזלים", הסביר דנטון. "עבור אותם תנאי פגיעה, אם נניח שפלוטו וכרון חסרי חוזק, הם אכן מתמזגים לגוף אחד גדול, וכרון נספג. עם כוח, לעומת זאת, פלוטו וכרון נשארים שלמים מבחינה מבנית במהלך המיזוג הקצר שלהם".
מכיוון שכרון לא יכול היה לשקוע בפלוטו בתרחיש זה, הוא נשאר מעבר למה שנקרא "רדיוס סיבוב משותף" של שני הגופים. כתוצאה מכך, הוא לא יכול היה להסתובב מהר כמו פלוטו, מה שאומר ששני הגופים לא יכלו להישאר מאוחדים. כשהם נפרדו והנשיקה הקפואה הזו הסתיימה, הצוות חושב שפלוטו היה מומנט את כרון למסלול מעגלי קרוב וגבוה יותר שממנו הירח היה נודד החוצה.
"ה'נשיקה' בנשיקה-ולכידה הזו, המיזוג הוא קצר מאוד, מבחינה גיאולוגית, ונמשך 10 עד 15 שעות לפני ששני הגופות נפרדות שוב", אמר דנטון. "שארון מתחיל אז את ההגירה האטית שלו החוצה לעבר מיקומו הנוכחי."
הצוות חושב שההתנגשות הראשונית התרחשה מוקדם מאוד בהיסטוריה של מערכת השמש, כנראה עשרות מיליוני שנים לאחר היווצרות מערכת השמש, שזה היה לפני מיליארדי שנים.
"התנגשויות גדולות אופייניות הן מיזוגים פשוטים, שבהם הגופים מתאחדים, או ששני הגופים נשארים עצמאיים", אמר דנטון. "אז זה היה מאוד חדש עבורנו. זה גם העלה הרבה שאלות גיאולוגיות מעניינות שהיינו רוצים לבדוק, כי אם הנשיקה-ולכידה עובדת תלויה במצב התרמי של פלוטו, שאותו נוכל אז לקשור לעכשווי של פלוטו. גיאולוגיה לבדוק.
"אני באמת רוצה לקבוע כיצד ההשפעה הראשונית של פלוטו-כרון יכולה להשפיע האם וכיצד פלוטו וכרון מפתחים אוקיינוסים."
דנטון הסביר שיש שני אפיקים שהצוות יכול לעקוב אחריהם כדי להתבסס על התפתחות זו.
"הראשון הוא בוחן כיצד זה חל על אובייקטים גדולים אחרים בחגורת קויפר עם ירחים גדולים, כמו אריס ודיסנומיה, אורקוס וואנת' ואחרים", הסביר דנטון. "הניתוח הראשוני שלנו מצביע על כך שגם נשיקה-ולכידה יכולה להיות המקור למערכות אחרות הללו, אבל מכיוון שכולן שונות בקומפוזיציות ובמסה שלהן, זה קריטי ללמוד כיצד נשיקה-ולכידה פעלה ברחבי הקויפר. חֲגוֹרָה."
השדרה השנייה שהצוות מתכוון לעקוב אחריו כרוכה בהסתכלות על התפתחות הגאות ארוכת הטווח של Charon כדי לאשר את תיאוריית ההיווצרות שלהם.
"כדי להיות בטוחים שזהו התהליך שיצר את פלוטו וכרון, עלינו לוודא שכרון נודד למיקומו הנוכחי במרחק של פי 8 בערך מהרוחב של פלוטו", אמר דנטון. "עם זאת, זהו תהליך המתרחש על פני טווחי זמן ארוכים בהרבה מההתנגשות הראשונית, כך שהמודלים שלנו אינם מתאימים היטב לעקוב אחריו.
"אנחנו מתכננים לבחון את זה הרבה יותר מקרוב בעתיד כדי לקבוע אילו תנאים לא רק משחזרים את פלוטו וכרון כגופות, אלא גם שמים את קארון במקום הנכון, היכן שהוא נמצא היום".
פורסם במקור בSpace.com.
