งานวิจัยใหม่ระบุว่าเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ดาวพลูโตอาจจับภาพดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของมัน นั่นคือ ชารอน ด้วยการ "จูบ" ที่เป็นน้ำแข็งสั้นๆ ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายได้ว่าดาวเคราะห์แคระ (ใช่ เราหวังว่าดาวพลูโตยังคงเป็นดาวเคราะห์เช่นกัน) สามารถดักจับดวงจันทร์ที่มีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของมันได้อย่างไร
ทีมงานที่อยู่เบื้องหลังการวิจัยนี้คิดว่าโลกเยือกแข็งสองใบที่ตั้งอยู่ในแถบไคเปอร์ ซึ่งเป็นวงแหวนของวัตถุน้ำแข็งที่อยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ตรงขอบของชนกันเมื่อหลายพันล้านปีก่อน แทนที่จะทำลายล้างซึ่งกันและกัน ทั้งสองร่างกลับรวมกันเป็น "มนุษย์หิมะแห่งจักรวาล" ที่หมุนรอบตัว วัตถุเหล่านี้แยกออกจากกันค่อนข้างเร็วแต่ยังคงเชื่อมโยงกันในวงโคจรเพื่อสร้าง/ระบบชารอนที่เราเห็นในปัจจุบัน
กระบวนการ "จูบและจับภาพ" นี้แสดงถึงทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับการจับภาพดวงจันทร์และการชนกันของจักรวาล นอกจากนี้ยังสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบความแข็งแกร่งของโครงสร้างของโลกที่หนาวเย็นและเป็นน้ำแข็งในแถบไคเปอร์ได้ดีขึ้น
“เราพบว่าถ้าเราคิดว่าดาวพลูโตและคารอนเป็นวัตถุที่มีความแข็งแกร่งทางวัตถุ ดาวพลูโตก็สามารถจับตัวชารอนจากการชนครั้งใหญ่ได้” หัวหน้าทีมและนักวิจัยทางจันทรคติและดาวเคราะห์ของมหาวิทยาลัยแอริโซนา อาดีน เดนตัน กล่าวกับ Space.com กระบวนการจับภาพที่ชนกันนี้เรียกว่า 'จูบแล้วจับภาพ' เนื่องจากดาวพลูโตและชารอนรวมองค์ประกอบ 'จูบ' เข้าด้วยกันในช่วงสั้นๆ ก่อนที่จะแยกออกจากกันเป็นสองร่างที่เป็นอิสระกัน"
สถานการณ์การชนกันของดาวเคราะห์ส่วนใหญ่จัดอยู่ในประเภท "ชนแล้วหนี" หรือ "กินหญ้าแล้วรวม" ซึ่งหมายความว่าสถานการณ์ "จูบแล้วจับ" นี้เป็นสิ่งใหม่ทั้งหมด
“พวกเราเป็นอย่างแน่นอนประหลาดใจกับส่วน 'จูบ' ของการจูบแล้วจับ" เดนตันกล่าวต่อ "ก่อนหน้านี้ไม่เคยมีผลกระทบใดๆ เลย โดยที่ทั้งสองศพจะรวมกันชั่วคราวก่อนจะแยกจากกันอีกครั้ง!"
งานวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 6 มกราคมในวารสาร
ดาวพลูโตชนะชารอนด้วยการจูบ 10 ชั่วโมง
เหตุผลที่ความสัมพันธ์ของดาวพลูโตกับชารอนเป็นเรื่องที่ท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์ก็เนื่องมาจากขนาดและมวลที่แตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างวัตถุน้ำแข็งทั้งสอง
“แครอนมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับดาวพลูโต จนถึงจุดที่พวกมันเป็นดาวคู่” เดนตันอธิบาย “มันมีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของดาวพลูโตและมีมวล 12% ซึ่งทำให้มีลักษณะคล้ายกับดวงจันทร์ของโลกมากกว่าดวงจันทร์ดวงอื่นๆ ใน-
สำหรับการเปรียบเทียบ ดวงจันทร์ของเรามีขนาดเพียงหนึ่งในสี่ของโลก ในขณะที่ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะแกนีมีด มีขนาดประมาณ 1/28 ของขนาดดาวเคราะห์แม่ของมัน-
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอริโซนาซึ่งยังเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกเสริมว่า เป็นการยากที่จะได้ดวงจันทร์ที่ค่อนข้างใหญ่เช่นนี้ในลักษณะ "ปกติ" ("ปกติ" คือการจับแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เช่นดวงจันทร์โฟบอสและดีมอส และดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ยักษ์และ-
นั่นหมายความว่าทฤษฎีที่มีอยู่ในปัจจุบันเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวพลูโตและระบบชารอนนั้นมีพื้นฐานมาจากแนวคิดการจับภาพแบบชนกัน คล้ายกับที่เชื่อกันว่าวัตถุขนาดใหญ่ชนเข้ากับเพื่อปล่อยวัตถุที่โลกของเราถ่ายไว้ตั้งแต่แรกเกิด-
“มีบางสิ่งที่กระทบดาวพลูโตมาก และคุณก็นึกถึงชารอน แต่เช่นเดียวกับระบบโลก-ดวงจันทร์ เราไม่ทราบแน่ชัดว่ามันทำงานอย่างไรและสภาวะที่มันเกิดขึ้น” เดนตันกล่าว “มันเป็นคำถามที่ค่อนข้างใหญ่เนื่องจากวัตถุในแถบไคเปอร์ขนาดใหญ่อื่นๆ จำนวนมากก็มีดวงจันทร์ขนาดใหญ่เช่นกัน ดังนั้นจึงดูเหมือนว่านี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในแถบไคเปอร์ด้วยความถี่บางอย่าง แต่เราไม่รู้ว่าอย่างไรหรือเพราะเหตุใด”
ในระหว่าง "การจับการชน" แบบมาตรฐาน จะเกิดการชนกันครั้งใหญ่ และวัตถุทั้งสองจะยืดตัวและทำให้เสียรูปในลักษณะคล้ายของเหลว กระบวนการนี้อธิบายการสร้างระบบโลก/ดวงจันทร์ได้ดีเนื่องจากความร้อนอันเข้มข้นที่เกิดจากการปะทะและมวลวัตถุที่มากขึ้นที่เกี่ยวข้องทำให้พวกเขาเคลื่อนไหวในลักษณะของเหลว
เมื่อพิจารณาดาวพลูโตและคารอนในกระบวนการจับภาพการชนกัน มีปัจจัยพิเศษที่ต้องพิจารณา: ความแข็งแรงของโครงสร้างของวัตถุน้ำแข็งและหินที่เย็นกว่า นี่คือสิ่งที่ถูกละเลยในอดีตเมื่อนักวิจัยพิจารณาถึงการสร้างสรรค์ที่ขัดแย้งกันของชารอน
เพื่อแยกสิ่งนี้ออกเป็นการจำลอง ทีมงานจึงหันไปใช้คลัสเตอร์การประมวลผลประสิทธิภาพสูงของ University of Arizona- เมื่อ Denton และเพื่อนร่วมงานคำนึงถึงความแข็งแกร่งของวัสดุเหล่านี้ในการจำลอง ก็มีบางสิ่งที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นเลย
“เนื่องจากวัตถุทั้งสองมีความแข็งแรงทางวัตถุ ชารอนจึงไม่ได้เจาะลึกเข้าไปในดาวพลูโตพอที่จะรวมเข้ากับมันได้ ซึ่งไม่เป็นความจริงเมื่อวัตถุนั้นเป็นของเหลว” เดนตันอธิบาย “สำหรับเงื่อนไขการกระแทกเดียวกัน ถ้าเราถือว่าดาวพลูโตและคารอนไม่มีกำลัง พวกมันจะรวมกันเป็นวัตถุขนาดใหญ่ตัวเดียว และคารอนก็ถูกดูดซับ อย่างไรก็ตาม ด้วยความแข็งแกร่ง ดาวพลูโตและคารอนยังคงมีโครงสร้างที่สมบูรณ์ในระหว่างการควบรวมกิจการช่วงสั้นๆ”
เนื่องจากชารอนไม่สามารถจมลงไปในดาวพลูโตได้ในสถานการณ์นี้ มันจึงยังคงอยู่นอกเหนือที่เรียกว่า "รัศมีการหมุนร่วม" ของวัตถุทั้งสอง เป็นผลให้ไม่สามารถหมุนได้เร็วเท่ากับดาวพลูโต ซึ่งหมายความว่าทั้งสองวัตถุไม่สามารถอยู่รวมกันได้ ขณะที่พวกเขาแยกทางกันและการจูบอันเยือกเย็นสิ้นสุดลง ทีมงานคิดว่าดาวพลูโตน่าจะผลักชารอนให้อยู่ในวงโคจรทรงกลมที่ใกล้และสูงกว่าซึ่งดวงจันทร์จะเคลื่อนตัวออกไปด้านนอก
“การ 'จูบ' ในการจูบและจับครั้งนี้ เป็นการรวมตัวกันที่สั้นมาก หากพูดตามทางธรณีวิทยาแล้ว จะคงอยู่นาน 10 ถึง 15 ชั่วโมงก่อนที่ร่างทั้งสองจะแยกจากกันอีกครั้ง” เดนตันกล่าว "จากนั้น Charon ก็เริ่มอพยพออกสู่ตำแหน่งปัจจุบันอย่างช้าๆ"
ทีมงานคิดว่าการชนครั้งแรกเกิดขึ้นเร็วมากในประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะ อาจเป็นสิบล้านปีหลังจากที่ระบบสุริยะก่อตัวขึ้น ซึ่งเมื่อหลายพันล้านปีก่อน
“การชนกันครั้งใหญ่โดยทั่วไปคือการรวมตัวกันอย่างตรงไปตรงมา โดยที่วัตถุต่างๆ รวมกัน หรือทั้งสองวัตถุยังคงเป็นอิสระ” เดนตันกล่าว “นี่จึงเป็นเรื่องใหม่มากสำหรับเรา มันยังทำให้เกิดคำถามทางธรณีวิทยาที่น่าสนใจมากมายที่เราอยากทดสอบ เพราะการทำงานของการจูบแล้วจับภาพนั้นขึ้นอยู่กับสถานะความร้อนของดาวพลูโต ซึ่งเราสามารถเชื่อมโยงกับความร่วมสมัยของดาวพลูโตได้ ธรณีวิทยาที่จะทดสอบ
“ผมอยากทราบว่าผลกระทบของดาวพลูโต-คารอนในช่วงแรกสามารถมีอิทธิพลต่อการพัฒนามหาสมุทรของดาวพลูโตและชารอนอย่างไรและอย่างไร”
Denton อธิบายว่ามีสองแนวทางที่ทีมสามารถปฏิบัติตามเพื่อสร้างการพัฒนานี้ได้
“ประการแรกคือการพิจารณาว่าสิ่งนี้นำไปใช้กับวัตถุแถบไคเปอร์ขนาดใหญ่อื่นๆ ที่มีดวงจันทร์ขนาดใหญ่ เช่น เอริสและไดสโนเมีย ออร์คัสและแวนธ์ และดวงอื่นๆ ได้อย่างไร” เดนตันอธิบาย การวิเคราะห์เบื้องต้นของเราชี้ให้เห็นว่าการจูบแล้วจับยังสามารถเป็นแหล่งกำเนิดของระบบอื่นๆ เหล่านี้ได้ด้วย แต่เนื่องจากพวกมันต่างกันในเรื่ององค์ประกอบและมวลของมัน จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเรียนรู้ว่าการจูบแล้วจับอาจดำเนินการอย่างไรทั่วไคเปอร์ เข็มขัด."
เส้นทางที่สองที่ทีมงานตั้งใจจะติดตามคือการดูวิวัฒนาการของกระแสน้ำในระยะยาวของชารอนเพื่อยืนยันทฤษฎีการก่อตัวของพวกเขา
“เพื่อให้แน่ใจว่านี่คือกระบวนการที่ก่อตัวดาวพลูโตและคารอน เราต้องแน่ใจว่าคารอนอพยพไปยังตำแหน่งปัจจุบันที่ห่างออกไปประมาณ 8 เท่าของความกว้างของดาวพลูโต” เดนตันกล่าว อย่างไรก็ตาม นั่นเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในช่วงเวลานานกว่าการชนครั้งแรก ดังนั้นแบบจำลองของเราจึงไม่เหมาะที่จะติดตามมัน
"เรากำลังวางแผนที่จะพิจารณาเรื่องนี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้นในอนาคต เพื่อพิจารณาว่าสภาวะใดที่ไม่เพียงแต่สร้างดาวพลูโตและคารอนออกมาเป็นร่างกาย แต่ยังทำให้คารอนอยู่ในจุดที่ถูกต้องซึ่งเป็นจุดที่เป็นอยู่ทุกวันนี้"
โพสต์ครั้งแรกเมื่อสเปซดอทคอม-
