Вчені NASA, можливо, розкрили походження карликової планети, що причаїлася на зовнішньому краю Сонячної системи та стала одним з найдивніших її об’єктів. Гаумеа за розмірами приблизно дорівнює карликовій планеті Плутон і розташована в поясі Койпера — скупченні крижаних уламків і кометних тіл за орбітою Нептуна — крайньої планети Сонячної системи, повідомляє Space.com.

Гаумеа примітна тим, що вона обертається швидше, ніж будь-який інший об’єкт Сонячної системи подібного розміру, завершуючи оберт навколо своєї осі — або «день» — лише за чотири години.

Таке швидке обертання призвело до того, що Гаумеа набула форми, яка більше нагадує здутий футбольний м’яч, ніж сферу. Проте форма — не єдина особливість цієї карликової планети. Гаумеа також має поверхню, яка в основному складається з різновиду водяного льоду, на відміну від більшості інших тіл у Поясі Койпера.

Цю воднокрижану поверхню мають деякі з «братів» і «сестер» Гаумеї, які, схоже, також обертаються на тій самій орбіті, що й карликова планета. Це привело вчених до висновку, що Гаумеа і ці крижані тіла мають однакове походження і що вони утворюють єдину «сім’ю» споріднених об’єктів, знайдених в поясі Койпера – «гаумеанську сім’ю».

Використовуючи комп’ютерне моделювання, вчені НАСА досліджували питання «Як з’явилося щось настільки дивне, як Гаумеа і її сім’я?»

Комп’ютерне моделювання необхідне для досягнення цієї мети через те, що карликова планета знаходиться занадто далеко, щоб точно виміряти її за допомогою земного телескопа, а Гаумеа ще не відвідала космічна місія.

Ці симуляції дозволили команді «розібрати» Гаумеа, а потім «відбудувати» її з нуля. Метою цього було зрозуміти хімічні та фізичні процеси, які сформували карликову планету.

«Щоб пояснити те, що сталося з Гаумеа, нам потрібно встановити часові рамки на все, що відбувалося, коли формувалася Сонячна система, так що це починає пов’язувати все, що є у Сонячній системі, – сказав у своїй заяві член команди і професор астрофізики Університету штату Арізона в Темпі Стів Деш (Steve Desch). – У Гаумеа багато дивних, дивовижних деталей, і спроба пояснити їх всі відразу була складним завданням».

Модель, розроблена командою, почалася з введення лише трьох даних про Гаумеа: її передбачуваний розмір, передбачувана маса і її короткий чотиригодинний «день». Це дозволило отримати уточнений прогноз розміру і маси карликової планети, а також її густини. Також став можливим прогноз розміру і щільності ядра Гаумеа.

Використовуючи цю інформацію, вчені змогли визначити, як розподілена маса карликової планети і як цей розподіл вплинув на її обертання. Далі дослідники почали моделювати мільярди років еволюції Гаумеа в пошуках правильного набору характеристик, які призвели б до того, що карликова планета стала такою, якою астрономи спостерігають її сьогодні.

Команда зробила припущення, що новонароджена Гаумеа була приблизно на 3% більшою, ніж її нинішній розмір, і ця різниця пояснює створення її братів і сестер по поясу Койпера.

Вчені також припустили, що молода карликова планета оберталася з іншою швидкістю і що її об’єм був більшим, ніж сьогодні.

NASA з'ясовує походження загадкової карликової планети Гаумеа

Зміна характеристик Гаумеї в розроблених моделях дозволила команді провести десятки симуляцій, спостерігаючи за тим, як невеликі зміни, такі як збільшення або зменшення розміру карликової планети, змінювали її еволюцію.

Отримавши модель, яка відтворювала Гаумею так само як астрономи спостерігають сьогодні, команда зрозуміла, що вони знайшли правильні ранні особливості та поточний шлях еволюції карликової планети поясу Койпера.

Моделювання показало, що в перші роки свого існування і в епоху Сонячної системи, яка характеризувалася хаотичними умовами, Гаумеа зіткнулася з іншим тілом в результаті потужного зіткнення.

Це призвело до того, що від молодої Гаумеї відкололися шматки, але ці фрагменти не стали об’єктами родини Хаумеї. Це пов’язано з тим, що такий сильний удар розкидав би уламки по набагато більш розкиданих орбітах, ніж ті, якими володіли тіла сім’ї Гаумеа.

Об’єкти, які складають сімейство Гаумеана, ймовірно, фактично сформувалися б пізніше в процесі існування карликової планети, коли її структура розвивалася. У цей пізній період її еволюції щільний кам’янистий матеріал опускався до центру карликової планети, в той час, як легший лід підіймається на її поверхню.

Цей момент інерції ще більше збільшився б, зменшуючи швидкість обертання карликової планети в результаті радіоактивності з порід Гаумеа, що тануть на поверхні льоду. Ця вода, що просочилася до центру карликової планети, спричинила розбухання кам’янистого матеріалу до великого, але менш щільного глиняного ядра.