Επί δεκαετίες, οι αστρονόμοι προσπαθούσαν να προσδιορίσουν πώς ο Πλούτωνας απέκτησε το ασυνήθιστα μεγάλο φεγγάρι του, τον Χάροντα, ο οποίος έχει περίπου το μισό μέγεθος του πλανήτη. Τώρα, νέα έρευνα υποδηλώνει ότι ο Πλούτωνας και ο Χάροντας συναντήθηκαν για λίγο πριν από δισεκατομμύρια χρόνια σε μια πρόσφατα ανακαλυφθείσα σύγκρουση ονόματι «φιλί και σύλληψη», σύμφωνα με το CNN.
Οι επιστήμονες θεωρούσαν εδώ και καιρό ότι ο Χάροντας σχηματίστηκε όπως το φεγγάρι της Γης, το οποίο δημιουργήθηκε μετά την πρόσκρουση ενός αντικειμένου - στο μέγεθος του πλανήτη Άρη - στον πλανήτη μας. Η σύγκρουση έστειλε λιωμένα συντρίμμια από τη Γη να πετάξουν στο διάστημα, τα οποία τελικά ενώθηκαν σε τροχιά γύρω από τον κόσμο μας και ψήχθηκαν για να σχηματίσουν το φεγγάρι.
Αλλά αυτές οι θεωρίες δεν έλαβαν υπόψη τους το γεγονός ότι ο Πλούτωνας και ο Χάροντας μπορεί να έχουν μεγαλύτερη δομική ακεραιότητα ως παγωμένα, βραχώδη σώματα στην ψυχρή άκρη του ηλιακού συστήματος. «Ο Πλούτωνας και ο Χάροντας είναι διαφορετικοί - είναι μικρότεροι, ψυχρότεροι και φτιαγμένοι κυρίως από βράχο και πάγο», δήλωσε η Αντίν Ντέντον, επικεφαλής της έρευνας που δημοσιεύθηκε τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Geoscience.
Αντίθετα, ο Πλούτωνας και ο Χάροντας παρέμειναν πιθανότατα σχεδόν ίδιοι μετά τη σύγκρουσή τους, περιστρεφόμενοι μαζί για να σχηματίσουν ένα αντικείμενο σε σχήμα «κοσμικού χιονάνθρωπου», πριν διαχωριστούν στο δυαδικό σύστημα που έχουν σήμερα, είπαν οι συγγραφείς της μελέτης. Τα δυαδικά συστήματα σχηματίζονται όταν δύο ουράνια σώματα περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας, όπως οι πατινέρ που περιστρέφονται κρατώντας τα χέρια τους, σύμφωνα με τους συγγραφείς.
«Αυτό που ανακαλύψαμε είναι κάτι εντελώς διαφορετικό - ένα σενάριο όπου τα σώματα συγκρούονται, κολλάνε για λίγο μαζί και στη συνέχεια διαχωρίζονται παραμένοντας συνδεδεμένα βαρυτικά», δήλωσε η Ντέντον, μεταδιδακτορική συνεργάτης της NASA στο Νοτιοδυτικό Ερευνητικό Ινστιτούτο στο Μπούλντερ του Κολοράντο. (η Ντέντον διεξήγαγε την έρευνα ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Αριζόνα).
Αυτός ο νέος τύπος ουράνιας σύγκρουσης που αποκαλύφθηκε από την Ντέντον και τους συναδέλφους της θα μπορούσε να ρίξει φως στο πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι πλανήτες, καθώς και στο πώς άλλα σώματα στις εξωτερικές περιοχές του ηλιακού μας συστήματος απέκτησαν τα δικά τους φεγγάρια. Και η νέα έρευνα μπορεί να προσφέρει στοιχεία για έναν υπόγειο ωκεανό κάτω από τον παγωμένο φλοιό του Πλούτωνα.
Η βελτιωμένη έγχρωμη προβολή υψηλής ανάλυσης του New Horizons της NASA, κατέγραψε μια λεπτομερή προοπτική του βραχώδους, παγωμένου Χάροντα (NASA/JHUAPL)
Πώς οι πλανήτες αποκτούν φεγγάρια
Τόσο ο Χάροντας όσο και το φεγγάρι της Γης αποτελούν ένα μεγάλο κλάσμα του μεγέθους του κύριου σώματος γύρω από το οποίο περιστρέφονται, κάτι που δε συμβαίνει με άλλα μικρότερα φεγγάρια που περιστρέφονται γύρω από πλανήτες σε όλο το ηλιακό μας σύστημα. (Ο Πλούτωνας έχει τέσσερα μικρότερα φεγγάρια εκτός από τον Χάροντα).
Για παράδειγμα, γύρω από τον Άρη περιστρέφονται δύο μικροσκοπικά φεγγάρια ο Φόβος και ο Δείμος, τα οποία είναι πιθανότατα δύο αστεροειδείς που αιχμαλωτίστηκαν από τη βαρύτητα του κόκκινου πλανήτη.
Αλλά αυτός ο τύπος σχηματισμού είναι απίθανος για αντικείμενα τόσο μεγάλα όσο το φεγγάρι μας ή ο Χάροντας, δήλωσε η Ντέντον. Άλλα παραδείγματα συγκρούσεων είναι το hit and run, όταν ένας προσκρουστήρας χτυπάει έναν πλανήτη και συνεχίζει, ή το graze and merge, όταν ένα αντικείμενο χτυπάει έναν πλανήτη και ενώνονται, είπε η Ντέντον.
Απλούστερα μοντέλα από τις αρχές της δεκαετίας του 2000 που προσομοίαζαν το πώς ο Πλούτωνας και ο Χάροντας έφτασαν στον σημερινό τους προσανατολισμό υποστήριζαν την ιδέα ότι κάποιο αντικείμενο συγκρούστηκε με τον Πλούτωνα για να δημιουργήσει τον Χάροντα. Σε αυτό το σενάριο, το συγκρουόμενο υλικό θεωρήθηκε ως ένα ρευστό χωρίς αντοχή, που σημαίνει ότι ο Πλούτωνας και ο Χάροντας θα έμοιαζαν με δύο στροβιλισμένες, λυγισμένες σταγόνες, όπως σε μια λάμπα λάβας, είπε η Ντέντον.
Μέσα στα τελευταία πέντε χρόνια, υπήρξαν εξελίξεις στις προσομοιώσεις για τα μοντέλα σχηματισμού συγκρούσεων, οι οποίες επέτρεψαν στους ερευνητές να συμπεριλάβουν τις ιδιότητες αντοχής των υλικών των ουράνιων σωμάτων - όπως ο Πλούτωνας ως βραχώδης πυρήνας καλυμμένος με πάγο. Ο Πλούτωνας περιέχει περισσότερο πέτρα παρά πάγο, ενώ ο Χάροντας είναι 50% πέτρα και 50% πάγος, δήλωσε η Ντέντον.
Όταν η Ντέντον και οι συνάδελφοί της προσομοίωσαν μια σύγκρουση συμπεριλαμβάνοντας τις δομικές ιδιότητες του Πλούτωνα και του Χάροντα, ήταν σε θέση να προσδιορίσουν καλύτερα την ορμή σύγκρουσης που ανταλλάσσεται μεταξύ των δύο σωμάτων καθώς και το τελικό αποτέλεσμα.
Ενώ ο Πλούτωνας και ο Χάροντας πιθανώς αντάλλαξαν κάποια υλικά κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης, και οι δύο παρέμειναν σε μεγάλο βαθμό άθικτοι λόγω της σύνθεσής τους, ενώθηκαν μεταξύ τους σχηματίζοντας μια μορφή σαν «χιονάνθρωπο» και περιστρέφονταν ως ένα σώμα μέχρι που ο Πλούτωνας ουσιαστικά έσπρωξε τον Χάροντα σε μια πιο απομακρυσμένη τροχιά με την πάροδο του χρόνου.
«Σίγουρα εκπλαγήκαμε, δήλωσε η Ντέντον σε ένα ηλεκτρονικό μήνυμα. «Δεν έχει υπάρξει πραγματικά ένα είδος σύγκρουσης στο παρελθόν, όπου τα δύο σώματα να συγχωνεύονται μόνο προσωρινά πριν ξαναχωρίσουν».
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι ο Χάροντας θα μπορούσε να είναι τόσο αρχαίος όσο και ο Πλούτωνας. Οι ερευνητές δεν είναι απολύτως σίγουροι πότε συνέβη η σύγκρουση, αλλά πιθανότατα συνέβη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, στις αρχές της ιστορίας του ηλιακού συστήματος, το οποίο εκτιμάται ότι έχει ηλικία 4,6 δισεκατομμυρίων ετών.
«Ξέρουμε ότι συνέβη αρκετά νωρίς, επειδή τότε συνέβησαν οι γιγαντιαίες συγκρούσεις - και όταν λέω νωρίς, εννοώ στις δεκάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος, περίπου την ίδια εποχή με το (σχηματισμό του φεγγαριού της Γης)», δήλωσε η Ντέντον.
Η μελέτη είναι ένα «σπουδαίο παράδειγμα προόδου στην αριθμητική γεωφυσική», δήλωσε η Δρ Καταρίνα Μίλγκοβιτς, καθηγήτρια και αναπληρώτρια επικεφαλής της Σχολής Γεωεπιστημών και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Curtin στην Αυστραλία. Η ίδια δε συμμετείχε στη νέα έρευνα.
«Παρέχουν μια κομψή λύση για την προέλευση του συστήματος Πλούτωνα-Χάροντα, όπου η επεξεργασία των φυσικών ιδιοτήτων των πλανητικών σωμάτων με μεγαλύτερη πιστότητα οδήγησε σε ένα πιο εφικτό σενάριο πρόσκρουσης και σύλληψης για την προέλευση αυτού του συστήματος», έγραψε η Μίλγκοβιτς σε ένα email.
Η σύγκρουση «φιλί και σύλληψη» δημιούργησε μια φιγούρα που μοιάζει με κοσμικό χιονάνθρωπο, όταν τα βραχώδη, παγωμένα σώματα συγκολλήθηκαν μεταξύ τους, σύμφωνα με νέα έρευνα (Southwest Research Institute/Adeene Denton/Robert Melikyan)
