

Visualisasi yang menampilkan planet kerdil Pluto dan Charon satelitnya yang dingin. (© Heng Heng – AI Stock – Stock.adobe.com)
Pendeknya
- Para ilmuwan telah menemukan jenis tabrakan planet baru yang disebut “ciuman-dan-penutupan,” di mana Pluto dan Proto-Charon terhubung secara singkat dan berputar bersama sebelum memisahkan ke dalam pengaturan orbital mereka saat ini, menantang beberapa dekade teori tentang dampak kekerasan.
- Tidak seperti model sebelumnya yang memperlakukan badan bertabrakan sebagai cairan, penelitian ini menunjukkan bahwa akuntansi kekuatan struktural dingin, dunia es mengungkapkan bagaimana Charon bisa tetap utuh selama pembentukannya daripada dihancurkan dan dipasang kembali.
- Proses pembentukan yang lebih lembut ini dapat menjelaskan bagaimana Pluto mengembangkan lautan bawah permukaan tanpa mengharuskannya untuk terbentuk dalam tata surya yang sangat awal, berpotensi memecahkan misteri lama tentang evolusi planet kerdil.
Tucson, Ariz. – Bagaimana Pluto berakhir dengan bulan terbesarnya, Charon? Seperti banyak keterlibatan, itu dimulai dengan ciuman. Penelitian baru dari University of Arizona merinci mekanisme “ciuman dan penangkapan” yang digunakan planet kerdil untuk menjaga bulan raksasa mengorbit di sekitarnya.
Menurut sebuah studi baru yang baru -baru ini diterbitkan dalam jurnal Alam geosainsDua Dunia Icy melakukan kontak miliaran tahun yang lalu. Alih -alih menciptakan bencana kosmik, bagaimanapun, Pluto dan Charon terlibat dalam interaksi planet yang tidak biasa yang berakhir dengan keduanya menempel bersama seperti “ciuman.” Bahkan ketika mereka akhirnya berpisah, mereka selamanya dikaitkan dengan Charon melayang -layang di sekitar Pluto di orbit hingga hari ini.
“Sebagian besar skenario tabrakan planet diklasifikasikan sebagai 'hit and run' atau 'graze and gabungan.' Apa yang kami temukan adalah sesuatu yang sama sekali berbeda – skenario 'ciuman dan menangkap' di mana mayat bertabrakan, tetap bersatu dan kemudian terpisah sambil tetap terikat secara gravitasi, ”kata Adeene Denton, seorang rekan postdoctoral NASA yang melakukan penelitian di Universitas of Of Arizona's Lunar dan Planetary Laboratory, dalam sebuah pernyataan.
Para peneliti menggunakan hubungan ini antara Pluto dan Charon untuk mempelajari mekanisme “ciuman dan penangkapan” yang tidak biasa ini. Tujuannya adalah untuk lebih memahami bagaimana tubuh planet terbentuk dan berkembang melalui tabrakan raksasa rock rock ini.


Para ilmuwan bertanya -tanya bagaimana Pluto menyambar bulan yang luar biasa besar seperti Charon selama beberapa dekade. Satu teori berputar di sekitar suatu proses yang mirip dengan Bulan Bumi, di mana tabrakan besar menyebabkan peregangan dan deformasi tubuh seperti cairan. Denton mengatakan model ini menjelaskan mengapa bulan mulai mengorbit Bumi; Panas yang intens dan bentuknya yang lebih besar berarti tubuh bertabrakan berperilaku lebih lancar. Ini tidak bekerja dengan baik ketika melihat pluto yang jauh lebih kecil dan lebih dingin. Masalah lain adalah integritas struktural batu dan es.
“Pluto dan Charon berbeda – mereka lebih kecil, lebih dingin, dan dibuat terutama dari batu dan es. Ketika kami memperhitungkan kekuatan aktual dari bahan -bahan ini, kami menemukan sesuatu yang sama sekali tidak terduga, ”jelas Denton.
Tim peneliti menggunakan simulasi dampak lanjutan untuk memahami bagaimana tabrakan antara Charon dan Pluto akan terjadi. Pemodelan menunjukkan bahwa gesekan membantu mendistribusikan momentum dalam dua badan planet ketika mereka melakukan kontak. Alih -alih meregangkan bersama -sama seperti tanah liat atau bergabung dengan dampak, gesekan memungkinkan Charon dan Pluto untuk terhubung sementara. Bentuknya mirip dengan dua lingkaran yang ditumpuk satu sama lain seperti manusia salju setengah buatan.
Pluto dan Charon akhirnya terpisah menjadi apa yang kita lihat hari ini: bulan yang mengorbit di sekitar planet kerdil.


Meskipun dua benda langit bertabrakan, sebagian besar komposisi aslinya tidak terputus. Selain itu, gesekan pasang surut ketika kedua planet yang dipisahkan menunjukkan mekanisme bagi Pluto untuk menciptakan lautan bawah permukaan alih -alih terbentuk di tata surya awal, di mana radiasi sangat tinggi.
Sekarang memahami bagaimana hubungan antara Pluto dan Charon muncul, pertanyaan berikutnya untuk dijelajahi adalah bagaimana kekuatan pasang surut mempengaruhi evolusi kedua dunia ini ketika mereka jauh lebih dekat bersama. Sebuah studi di masa depan akan melihat bagaimana formasi gabungan mempengaruhi geologi permukaan Pluto dan mengevaluasi bagaimana metode “ciuman dan penangkapan” lainnya yang serupa dapat menjelaskan sistem biner lainnya.
“Kami sangat tertarik untuk memahami bagaimana konfigurasi awal ini memengaruhi evolusi geologi Pluto,” tambah Denton. “Panas dari dampak dan pasukan pasang surut berikutnya bisa memainkan peran penting dalam membentuk fitur yang kita lihat di permukaan Pluto hari ini.”
Ringkasan Kertas
Metodologi
Para peneliti menggunakan kode simulasi komputer khusus yang disebut “sphlatch” yang mewakili benda surgawi sebagai koleksi partikel yang dapat berinteraksi melalui gravitasi dan kontak fisik. Mereka menjalankan beberapa simulasi yang bervariasi dengan berbagai faktor seperti sudut dampak, kecepatan, dan laju rotasi, menggunakan 500.000 partikel untuk memodelkan setiap tabrakan. Tidak seperti penelitian sebelumnya, mereka termasuk sifat kekuatan material untuk batu dan es, membuat simulasi lebih realistis untuk tubuh kecil, dingin seperti Pluto dan Charon.
Hasil
Dari 18 skenario yang disimulasikan dengan berbagai kondisi dampak, 13 menghasilkan peristiwa ciuman dan penangkapan yang sukses ketika proto-pluto berputar dengan periode 3 jam. Simulasi menunjukkan bahwa Charon akan berakhir di orbit elips yang awalnya yang secara bertahap akan menjadi lebih melingkar melalui kekuatan pasang surut, sesuai dengan konfigurasi saat ini.
Batasan
Simulasi tidak dapat menyelesaikan bulan Pluto yang lebih kecil atau melacak evolusi sistem jangka panjang. Mereka juga tidak memperhitungkan semua variasi yang mungkin dalam komposisi internal atau keadaan termal dari badan bertabrakan. Hasilnya sangat bergantung pada asumsi tentang keadaan rotasi asli proto-pluto.
Kunci takeaways
Penelitian ini menyediakan mekanisme baru untuk membentuk sistem biner di tata surya luar yang lebih cocok dengan pengamatan daripada model sebelumnya. Ini menunjukkan banyak pasangan serupa mungkin telah terbentuk melalui tabrakan lembut yang serupa daripada dampak yang lebih keras. Studi ini juga menyiratkan bahwa Charon mempertahankan sebagian besar struktur aslinya daripada disusun kembali dari puing -puing benturan. Selain itu, proses tabrakan dapat menjelaskan bagaimana Pluto mengembangkan lautan bawah permukaan tanpa memerlukan pembentukan dalam tata surya yang sangat awal, menyelesaikan batasan waktu yang memiliki ilmuwan planet yang bermasalah.
Pendanaan dan pengungkapan
Penelitian ini dilakukan di University of Arizona menggunakan fasilitas komputasi kinerja tinggi mereka. Penulis menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing.
Informasi publikasi
Diterbitkan di Alam geosainsVolume 18, Januari 2025, Halaman 37-43 doi: https://doi.org/10.1038/s41561-024-01612-0 Penulis: C. Adeene Denton, Erik Asphaug, Alexandre Emsenhuber & Robert Melikyanan