Десятиліттями вчені ламали голову над тим, як Плутон, карликова планета, розташована далеко від Землі, зміг отримати Харон, свій надзвичайно великий супутник. Останні дослідження, натхненні роботою планетолога Адіне Дентон, пропонують несподіване рішення: м’який вплив, схоже на «поцілунок і захоплення». Робота Дентон, яка почалася з її стажування в Інституті Місяця та Планет, проливає світло на цю захоплюючу планетарну динаміку.
Незвичайно великий місяць
Саме розмір Харона — приблизно одна третина маси Плутона — робить його походження таким інтригуючим. Це пропорційно великий місяць, разюче схожий на наш Місяць. Переважна теорія формування нашого Місяця передбачає серйозне зіткнення між Землею та іншим об’єктом на ранніх етапах історії нашої Сонячної системи. Дослідження Дентона показують, що схожа подія, ймовірно, сталася з Плутоном і Хароном.
Симуляція м’якого зіткнення
Традиційні моделі, які намагалися реконструювати формування системи Плутон-Харон, не змогли відтворити характеристики системи. Прорив Дентона полягав у включенні більш реалістичних геологічних процесів у моделювання. Замість сильного удару вона змоделювала більш м’яку взаємодію — сценарій «поцілунок і захоплення».
Процес поцілунку та захоплення:
- Взаємне гравітаційне притягання. Коли два тіла стикаються в космосі, це не просто поштовх, а результат взаємного гравітаційного притягання, що спричиняє прискорення. Через невеликі розміри Плутона і Харона це прискорення є відносно помірним.
- Основний удар: Харон наближається до Плутона і стикається з ним, обережно розчавлюючи його на карликову планету.
- Опір і адгезія: Плутон протистоїть деформації, спричиненій зіткненням, але замість того, щоб повністю розділитися, тіла прилипають одне до одного. Ось що таке «поцілунок».
- Обертаючий момент і поділ: Оскільки Плутон уже обертався – так само, як обертаються планети – об’єднані тіла обертаються разом. Однак Харон «відстає», створюючи обертальну силу (момент).
- Незалежний супутник: крутний момент змушує Плутон відштовхувати Харона назад, утворюючи новий незалежний супутник. Потім Харон повільно розширюється.
Труднощі моделювання формування планети
Моделювання формування планети представляє значні технічні проблеми. Утворення кратерів відбувається дуже швидко (секунди або години), а подальша геологічна еволюція займає мільйони або навіть сотні мільйонів років. Робота Дентона включала розробку складних методів передачі даних між різними кодами моделювання для врахування цієї величезної різниці в часі.
Людський аспект науки: зміна перспективи
Історія Дентона підкреслює зростання обізнаності в науковому співтоваристві про часто нездорову самовідданість, яку вимагають дослідники. Спочатку вона дотримувалася думки про необхідність пожертвувати своїм благополуччям заради прогресу науки. Однак вона зрозуміла, що більш збалансований підхід зрештою призводить до більш продуктивних і корисних досліджень.
Включення в науку
Дентон також є рішучим прихильником більшої інклюзивності в науці. Вона зазначає, що наука історично була винятковою, і підкреслює відповідальність сучасних науковців за створення більш сприятливого середовища для тих, хто раніше був маргіналізованим. Її власна подорож відображає прагнення подолати бар’єри та зробити науку доступною для ширшого кола людей.
Робота Дентона показує, що вивчення далеких світів може не тільки розкрити таємниці формування планет, але й спонукати до роздумів про людську подорож до відкриттів і про важливість балансу та інклюзивності в наукових починаннях.
Дослідження Дентона не тільки дало правдоподібне пояснення утворення супутника Плутона, але й викликало ширшу дискусію про природу наукового дослідження та важливість добробуту та різноманітності в цій галузі.
