_ Obiecte binare ultrawide în Kuiper centura poate să nu fi provenit din cel mai vechi sistem solar, sugerează cercetările

Încercarea de a înțelege structura și evoluția sistemului solar Centura Kuiper i-a ținut ocupați pe cercetători de când s-a emis ipoteza la scurt timp după descoperirea lui Pluto în 1930. În special, perechile binare de obiecte de acolo sunt utile ca indicatori, deoarece existența lor astăzi dă o imagine a cât de energică sau violentă a fost evoluția sistemului solar. în primele zile în urmă cu patru miliarde de ani.

Privind îndeaproape evoluția unui obiect binar ultralarg (în separare), cercetătorii au inclus mai multă fizică care dezvăluie multe despre arhitectura și desfășurarea lor. Ei au descoperit că aceste binare ultralarge ar putea să nu fi fost formate în sistemul solar primordial, așa cum s-a crezut. Lucrarea lor a fost publicată în Nature Astronomy.

„În zonele exterioare ale sistemului solar, există o populație de sisteme binare atât de larg separate încât părea că merită să se analizeze dacă ar putea sau nu supraviețui. miliarde de ani fără a fi [complet] separați cumva”, a spus Hunter M. Campbell de la Universitatea din Oklahoma din SUA.

„Dacă s-au format la începutul lui Kuiper. centura și a supraviețuit atât de mult, ați putea trage o grămadă de concluzii despre cât de energică sau violentă a fost evoluția sistemului solar la începuturile sale.”

Centura Kuiper este regiunea în formă de torus a sistemului solar. sistem solar care conține planetezimale și corpuri mai mici rămase de la formarea sistemului solar. Începe la aproximativ orbita lui Neptun, care are o medie de 30 de unități astronomice (AU) de la Soare și se extinde până la aproximativ 55 UA, înclinată cu 10° față de planul ecliptic al Pământului.

Mai masiv decât asteroidul. centura de 20 până la 200 de ori, constă din mici rămășițe din formarea sistemului solar - majoritatea sunt volatile înghețate formate din molecule precum ca metanul, amoniacul și apa. În el se află planetele pitice Pluto, Eris, Orcus și multe altele. Se crede că există peste 100.000 de obiecte din centura Kuiper cu un diametru de peste 100 km.

Obiectele clasice reci din Centura Kuiper, dintr-un subset al Centurii Kuiper, sunt o clasă de corpuri mici cu orbite neperturbate dincolo de Neptun. orbită; aceste obiecte sunt primitive și păstrează informații despre formarea sistemului solar. Ei nu au migrat niciodată, deoarece Neptun a migrat spre exterior de la soare în timpul sistemului solar foarte timpuriu. Această regiune are cele mai multe binare ultra-large (UWB) - aproape o treime din obiectele din această regiune sunt binare, legate gravitațional de un alt obiect și câteva procente dintre acestea sunt binare ultra-late (UWB), cu diametrele obiectului de aproximativ 100 km, dar despărțiți de zeci de mii de kilometri.

„Multe lucrări din trecut au examinat evoluția binară determinată de ciocniri cu cadavre care trec”, a spus Campbell. „Lucrarea noastră examinează evoluția determinată de perturbații gravitaționale.”

În ciuda rarității lor și în ciuda susceptibilității lor la perturbare, UWB-urile de astăzi au fost utilizate pentru a limita distanța minimă față de Neptun în sistemul solar timpuriu și numărul aproximativ de obiecte trans-neptuniene (TNO) de dimensiuni kilometrice în centura Kuiper de astăzi.

Cu toate acestea, a fost a presupus implicit că arhitectura UWB-urilor, cu distanța lor largă, provine din sistemul solar timpuriu, primordial. Dar Campbell și echipa sa s-au întrebat dacă ar fi putut exista inițial obiecte binare strâns legate care, prin ciocniri cu TNO-uri de-a lungul eonilor, și-au pierdut o parte din strânsoarea unul pe celălalt și, deși încă legați, separarea lor a evoluat la ultralargă.

Cu toate acestea, studiile au arătat că numărul de TNO care trec sau care impactează în centura modernă Kuiper este prea mic pentru a produce în mod semnificativ populația de UWB.

Pe măsură ce Neptun a migrat departe de Soare (de la 24 la 30 UA), unele dintre aceste obiecte au difuzat dinamic până când au început să interacționeze puternic cu planetele exterioare gigantice ale sistemului solar, când au fost ejectate din sistemul solar sau prinse în norul Oort.

Aproximativ 99 până la 99,9% din planetezimale din centura primordială se crede că sunt ejectate din Centura Kuiper dinamică, obiecte care s-au format mult mai aproape de soare și au migrat pe orbitele lor actuale, când au fost împinse de Neptun. Deoarece un obiect de centură primordial afectat durează cel puțin 10 milioane de ani pentru a fi îndepărtat, Campbell și colegii săi s-au întrebat dacă includerea multor încrucișări clasice reci ale centurii unor astfel de TNO perturbați ar putea fi substanțial mai mare decât se deduce din observațiile moderne, ceea ce ar expune binarele la o gravitație mai mare. perturbații.

Asta este într-adevăr ceea ce a descoperit simularea lor a evoluției centurii Kuiper. UWB-urile par să nu fie primordiale, așa că nu pot constrânge sistemul solar timpuriu așa cum s-a crezut.

„Din descoperirile noastre, se pare că aceste perturbări sunt destul de semnificative, până la punctul în care probabil acele binare largi. nu ar fi putut supraviețui foarte mult timp”, a spus Campbell.

„Dar perturbațiile sunt, de asemenea, capabile să facă mai multe dintre acele binare largi, trăgând încet inițial mai strânse și mai stabile binare mai departe. până când devin largi.”

Supunând binarele timpurii la patru miliarde de ani de survolări din aceste diferite căi TNO, ei au descoperit că „lărgirea binarelor TNO mai strânse în aranjamente UWB nu era neobișnuită în simulările noastre. „

Ei calculează că pasajele TNO ar lărgi până la 10% din binarele moderat strânse în UWB-uri pe durata de 4 miliarde de ani a sistem solar. Dar rezultatul nu este valabil pentru binare mai strânse.

„Pe măsură ce sunt descoperite mai multe binare din centura Kuiper și obținem o mai bună înțelegere a populației binare largi, putem restrânge constrângerile privind evoluția centurii Kuiper. și planetele gigantice care l-au condus”, a spus Campbell.

Dacât discurile KB similare au fost văzute în alte sisteme stelare, „Dacă știm mai multe despre cum sunt ale noastre formate, putem afla ceva mai multe despre cum s-au format acei ceilalți și să facem câteva ghiciri despre ce alte planete ar putea fi pândite acolo, care sunt prea greu de văzut altfel.”

© 2024 Science X Network

(Fluierul)