На протяжении десятилетий учёные ломали голову над тем, как Плутон, карликовая планета, находящаяся далеко от Земли, смог приобрести Харон, свою необычайно большую луну. Недавние исследования, вдохновлённые работами планетарного учёного Адин Дентон, предлагают неожиданное решение: мягкое столкновение, похожее на «поцелуй и захват». Работа Дентон, которая началась с её стажировки в Институте Луны и Планет, проливает свет на эту удивительную динамику планет.
Необычно Большая Луна
Именно размер Харона — примерно одна треть массы Плутона — делает его происхождение таким интригующим. Это пропорционально большая луна, поразительно похожая на нашу собственную Луну. Распространённая теория образования нашей Луны предполагает крупное столкновение между Землёй и другим объектом в ранней истории нашей Солнечной системы. Исследования Дентон предполагают, что схожее событие, вероятно, произошло и с Плутоном и Хароном.
Моделирование Мягкого Столкновения
Традиционные модели, пытавшиеся воссоздать формирование системы Плутон-Харон, не могли воспроизвести характеристики этой системы. Прорыв Дентон заключался в включении более реалистичных геологических процессов в моделирование. Вместо насильственного удара она смоделировала более мягкое взаимодействие — сценарий «поцелуя и захвата».
Процесс «Поцелуя и Захвата»:
- Взаимное Гравитационное Притяжение: Когда два тела сталкиваются в космосе, это не просто толчок, а результат взаимного гравитационного притяжения, вызывающего ускорение. Благодаря небольшим размерам Плутона и Харона это ускорение сравнительно мягкое.
- Первичное Столкновение: Харон приближается к Плутону и сталкивается с ним, мягко вдавливаясь в карликовую планету.
- Сопротивление и Слипание: Плутон оказывает сопротивление деформации, вызванной столкновением, но вместо полного разделения тела слипаются друг с другом. Это и есть «поцелуй».
- Крутящий Момент и Разделение: Поскольку Плутон уже вращался — подобно тому, как вращаются планеты — объединённые тела вращаются вместе. Однако Харон «отстаёт», создавая вращательную силу (крутящий момент).
- Независимый Спутник: Крутящий момент заставляет Плутон отбросить Харон обратно, формируя новый, независимый спутник. Харон затем медленно расширяется.
Трудности в Моделировании Формирования Планет
Моделирование формирования планет представляет собой значительные технические трудности. Формирование кратера происходит очень быстро (секунды или часы), а последующая геологическая эволюция занимает миллионы или даже сотни миллионов лет. Работа Дентон заключалась в разработке сложных методов передачи данных между различными кодами моделирования для учёта этой огромной разницы во времени.
Человеческий Аспект Науки: Смена Перспективы
История Дентон подчёркивает растущее осознание в научном сообществе о зачастую нездоровой самоотдаче, требуемой от исследователей. Она изначально придерживалась идеи о необходимости жертвовать своим благополучием ради прогресса в науке. Однако она поняла, что более сбалансированный подход в конечном итоге ведёт к более продуктивным и полезным исследованиям.
Инклюзивность в Науке
Дентон также является активным сторонником большей инклюзивности в науке. Она отмечает, что наука исторически была исключающей и подчеркивает ответственность нынешних учёных по созданию более гостеприимной среды для тех, кто ранее был маргинализирован. Её собственный путь отражает приверженность преодолению барьеров и обеспечению доступности науки для более широкого круга людей.
Работа Дентон показывает, что изучение далёких миров может не только раскрывать секреты формирования планет, но и вызывать размышления о человеческом пути открытий и о важности баланса и инклюзивности в научных начинаниях.
Исследования Дентон не только предоставили правдоподобное объяснение формирования луны Плутона, но и вызвали более широкую дискуссию о природе научного поиска и о важности благополучия и разнообразия в этой области.
