„Polibek a zajetí“: Ledová srážka, která navždy spojila Pluto s Charonem

Nedávná studie přepsala příběh vzniku Pluta a Charonu a odhalila, že se dvojice zformovala z unikátní srážky „polibkem a zachycením“, která se vymyká tradičním vědeckým teoriím. Tento objev, zdůrazňující strukturální integritu ledových světů, může osvětlit nové cesty k pochopení vzniku a vývoje planet.

Vznik Pluta a Charonu
Před miliardami let se v chladném prostoru vnější Sluneční soustavy srazily dva ledové světy. Místo toho, aby se při katastrofickém nárazu navzájem zničily, se na krátkou dobu spojily a začaly se otáčet jako nebeský sněhulák. Nakonec se od sebe oddělily, ale zůstaly navždy spojené na oběžné dráze. Podle nové studie Arizonské univerzity, která zpochybňuje dlouholeté vědecké teorie, toto dramatické setkání vysvětluje vznik Pluta a jeho největšího měsíce.

Odhalení nového modelu kosmických srážek
Studie vedená Adeene Dentonovou, postdoktorandkou NASA v Lunární a planetární laboratoři Arizonské univerzity, odhaluje překvapivý mechanismus „polibku a zachycení“. Tento nově identifikovaný proces vrhá světlo na to, jak vznikají a vyvíjejí se planetární tělesa. Zohledněním kritického, ale přehlíženého faktoru – strukturální pevnosti ledových světů – vědci odhalili zcela nový typ kosmické kolize.

Výsledky byly zveřejněny 6. ledna 2025 v časopise Nature Geoscience.

Přehodnocení vzniku planetárních těles
Vědci po desetiletí předpokládali, že neobvykle velký Plutův měsíc Charon vznikl podobným procesem jako pozemský Měsíc – masivní srážkou, po níž následovalo rozdělení a deformace tekutých těles, uvedla Dentonová. Tento model dobře fungoval pro soustavu Země-Měsíc, kde se díky intenzivnímu teplu a větším hmotnostem srážejících se těles se chovala spíše jako tekutiny. Při aplikaci na menší a chladnější systém Pluto-Charon však tento přístup přehlížel klíčový faktor: strukturální integritu hornin a ledu.

„Pluto a Charon jsou jiné – jsou menší, chladnější a tvořené převážně z kamene a ledu. Když jsme zohlednili skutečnou pevnost těchto materiálů, zjistili jsme něco zcela nečekaného,“ řekla Dentonová. Pomocí pokročilých simulací nárazu na vysoce výkonném výpočetním klastru U of A výzkumný tým zjistil, že místo toho, aby se Pluto a proto-Charon během srážky roztáhly jako nějaký tmel, ve skutečnosti se dočasně přilepily k sobě a rotovaly jako jeden objekt ve tvaru sněhuláka, než se rozdělily do binárního systému, který pozorujeme dnes. Binární systém vzniká, když dvě nebeská tělesa obíhají kolem společného středu hmoty, podobně jako když se dva krasobruslaři točí, zatímco se drží za ruce.

„Většina scénářů srážky planet je klasifikována jako ´náraz a útěk´ nebo ´zachycení a splynutí´. My jsme objevili něco úplně jiného – scénář 'polibku a zachycení', kdy se tělesa srazí, krátce se k sobě přimknou a pak se oddělí, přičemž zůstávají gravitačně vázána,“ řekla Dentonová.

„Přesvědčivé na této studii je, že parametry modelu, které fungují pro zachycení Charonu, ho nakonec dostanou na správnou oběžnou dráhu. Za cenu jedné věci získáte dvě správné,“ řekl hlavní autor studie Erik Asphaug, profesor v Lunární a planetární laboratoři.

Důsledky a budoucí výzkum
Studie také naznačuje, že Pluto i Charon zůstaly během srážky z velké části neporušené a zachovala se většina jejich původního složení. To zpochybňuje předchozí modely, které předpokládaly rozsáhlou deformaci a promíchání během srážky, uvedla Dentonová. Kromě toho proces srážky, včetně slapového tření při oddělování těles, uložil do obou těles značné množství vnitřního tepla, což může být mechanismus, který u Pluta umožnil vznik podpovrchového oceánu, aniž by k tomu byl nutný vznik v radioaktivnější velmi rané Sluneční soustavě – což je časové omezení, které planetární vědce trápí.

Výzkumný tým již plánuje navazující studie, které se budou zabývat několika klíčovými oblastmi. Tým chce prozkoumat, jak slapové síly ovlivnily raný vývoj Pluta a Charonu, když byly mnohem blíže k sobě, analyzovat, jak tento scénář vzniku odpovídá současným geologickým vlastnostem Pluta, a prozkoumat, zda by podobné procesy mohly vysvětlit vznik jiných binárních systémů.

„Zajímá nás zejména, jak tato počáteční konfigurace ovlivnila geologický vývoj Pluta,“ řekla Dentonová. „Teplo z impaktu a následné slapové síly mohly hrát klíčovou roli při utváření rysů, které dnes vidíme na povrchu Pluta.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/kiss-and-capture-the-icy-collision-that-bound-pluto-and-charon-forever/ a https://news.arizona.edu/news/newly-discovered-kiss-and-capture-mechanism-explains-formation-pluto-and-its-largest-moon

autor: František Martinek