Yeni keşfedilen ‘öp ve yakala’ mekanizması Plüton’un ve en büyük uydusunun oluşumunu açıklıyor

Milyarlarca yıl önce, güneş sistemimizin soğuk dış bölgelerinde iki buzlu dünya çarpıştı. Kozmik bir felakette birbirlerini yok etmek yerine, gökteki bir kardan adam gibi birlikte döndüler, sonunda ayrıldılar ve sonsuza kadar yörüngede bağlı kaldılar. Arizona Üniversitesi’nin onlarca yıldır süren bilimsel varsayımlara meydan okuyan bir araştırmasına göre, Plüton ve onun en büyük uydusu Charon’un kökeni bu şekildedir.

Araştırmayı U of A Lunar and Planetary Laboratory’de yürüten NASA doktora sonrası araştırmacısı Adeene Denton tarafından yürütülen bir çalışma, bilim adamlarının gezegensel cisimlerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilecek bu beklenmedik “öp ve yakala” mekanizmasını ortaya çıkardı. Araştırmacılar, gezegen bilimcilerin onlarca yıldır gözden kaçırdığı bir şeyi (soğuk, buzlu dünyaların yapısal gücü) dikkate alarak tamamen yeni bir tür kozmik çarpışma keşfettiler.

Bulgular şunlardı: yayınlandı dergide Doğa Jeolojisi.

Denton, onlarca yıldır bilim adamlarının, Plüton’un alışılmadık derecede büyük ayı Charon’un, Dünya’nın ayına benzer bir süreçle oluştuğunu teorileştirdiğini söyledi; Denton, büyük bir çarpışmanın ardından sıvı benzeri cisimlerin gerilmesi ve deformasyonu olduğunu söyledi. Bu model, yoğun ısı ve daha büyük kütlelerin çarpışan cisimlerin daha çok sıvı gibi davranması anlamına geldiği Dünya-ay sistemi için iyi çalıştı.

Ancak daha küçük, daha soğuk Plüton-Charon sistemine uygulandığında bu yaklaşım çok önemli bir faktörü gözden kaçırdı: kaya ve buzun yapısal bütünlüğü.

Denton, “Plüton ve Charon farklı; daha küçükler, daha soğuklar ve esas olarak kaya ve buzdan oluşuyorlar. Bu malzemelerin gerçek gücünü hesaba kattığımızda, tamamen beklenmedik bir şey keşfettik” dedi.

Araştırma ekibi, U of A’nın yüksek performanslı bilgi işlem kümesinde gelişmiş darbe simülasyonları kullanarak, çarpışma sırasında aptalca bir macun gibi esnemek yerine, Plüton ve proto-Charon’un geçici olarak birbirine yapıştığını ve kardan adam şeklinde tek bir nesne gibi döndüğünü buldu. Bugün ikili sisteme ayrılmadan önce gözlemlediğimiz.

İkili sistem, iki gök cisminin ortak bir kütle merkezi etrafında yörüngede dönmesiyle oluşur, tıpkı iki artistik patencinin el ele tutuşarak dönmesine benzer şekilde.

“Gezegen çarpışma senaryolarının çoğu ‘vur kaç’ veya ‘otla ve birleş’ olarak sınıflandırılır. Bizim keşfettiğimiz şey tamamen farklı bir şey; bedenlerin çarpıştığı, kısa süreliğine birbirine yapıştığı ve sonra yerçekimsel olarak bağlı kalarak ayrıldığı bir ‘öp ve yakala’ senaryosu.” dedi Denton.

Profesör, kıdemli çalışma yazarı Erik Asphaug, “Bu çalışmanın ilgi çekici yanı, Charon’u yakalamak için çalışan model parametrelerinin sonunda onu doğru yörüngeye yerleştirmesidir. Bir fiyatına iki şeyi doğru alırsınız” dedi. Ay ve Gezegen Laboratuvarı.

Çalışma aynı zamanda hem Plüton’un hem de Charon’un çarpışmaları sırasında büyük ölçüde sağlam kaldıklarını ve orijinal bileşimlerinin çoğunun korunduğunu öne sürüyor.

Denton, bunun, çarpışma sırasında yoğun deformasyon ve karışım öneren önceki modellere meydan okuduğunu söyledi. Ek olarak, cisimlerin ayrılması sırasında oluşan gel-git sürtünmesi de dahil olmak üzere çarpışma süreci, her iki cisimde de kayda değer bir iç ısı biriktirdi; bu, Plüton’un, daha radyoaktif, çok erken güneş sisteminde oluşum gerektirmeden bir yüzey altı okyanusu geliştirmesine yönelik bir mekanizma sağlayabilir; gezegen bilimcilerini rahatsız etti.

Araştırma ekibi halihazırda birkaç önemli alanı keşfetmek için takip çalışmaları planlıyor. Ekip, gelgit kuvvetlerinin Plüton ve Charon’un birbirlerine çok daha yakın oldukları dönemdeki erken evrimini nasıl etkilediğini araştırmak, bu oluşum senaryosunun Plüton’un mevcut jeolojik özellikleriyle nasıl uyumlu olduğunu analiz etmek ve benzer süreçlerin diğer ikili sistemlerin oluşumunu açıklayıp açıklayamayacağını incelemek istiyor.

Denton, “Bu ilk konfigürasyonun Plüton’un jeolojik evrimini nasıl etkilediğini anlamakla özellikle ilgileniyoruz” dedi. “Çarpışmadan kaynaklanan ısı ve ardından gelen gelgit kuvvetleri, bugün Plüton’un yüzeyinde gördüğümüz özelliklerin şekillenmesinde çok önemli bir rol oynamış olabilir.”