Bagaimana Pluto menangkap bulan terbesarnya, Charon, dengan 'ciuman' es selama 10 jam
Penelitian baru menunjukkan bahwa miliaran tahun yang lalu, Pluto mungkin telah menangkap bulan terbesarnya, Charon, dengan “ciuman” es yang sangat singkat. Teori tersebut dapat menjelaskan bagaimana planet kerdil (ya, kami berharap Pluto juga tetap menjadi planet) dapat menjerat bulan yang ukurannya sekitar setengahnya.
Tim di balik penelitian ini berpendapat bahwa dua dunia dingin yang terletak di Sabuk Kuiper, sebuah cincin benda es yang terletak jauh dari matahari di tepi tata suryabertabrakan miliaran tahun yang lalu. Daripada saling melenyapkan satu sama lain, kedua benda itu disatukan sebagai “manusia salju kosmik” yang berputar. Badan-badan ini terpisah relatif cepat namun tetap terhubung secara orbital untuk menciptakan Pluto/Sistem Charon yang kita lihat sekarang.
Proses “ciuman dan tangkap” ini mewakili teori baru tentang penangkapan bulan dan tabrakan kosmik. Hal ini juga dapat membantu para ilmuwan menyelidiki dengan lebih baik kekuatan struktural dunia yang sangat dingin dan dingin di Sabuk Kuiper.
“Kami telah menemukan bahwa jika kita berasumsi bahwa Pluto dan Charon adalah benda-benda dengan kekuatan material, Pluto memang dapat menangkap Charon dari dampak raksasa,” kata pemimpin tim dan peneliti bulan dan planet Universitas Arizona Adeene Denton kepada Space.com. “Proses penangkapan tabrakan ini disebut 'ciuman-dan-tangkap' karena Pluto dan Charon bergabung sebentar, elemen 'ciuman', sebelum berpisah membentuk dua benda independen.”
Sebagian besar skenario tabrakan planet diklasifikasikan sebagai “tabrak lari” atau “merumput dan menyatu”, yang berarti skenario “ciuman dan tangkap” ini adalah sesuatu yang benar-benar baru.
“Kami dulu tentu saja terkejut dengan bagian 'ciuman' dari ciuman-dan-menangkap,” Denton melanjutkan. “Belum pernah ada dampak seperti itu sebelumnya di mana kedua tubuh hanya menyatu sementara sebelum berpisah kembali!”
Penelitian tim dipublikasikan pada 6 Januari di jurnal Geosains Alam.
Pluto memenangkan hati Charon dengan ciuman 10 jam
Alasan hubungan Pluto dengan Charon menjadi tantangan bagi para ilmuwan adalah karena perbedaan ukuran dan massa yang relatif kecil antara kedua benda es tersebut.
“Charon SANGAT BESAR jika dibandingkan dengan Pluto, sampai-sampai mereka sebenarnya biner,” jelas Denton. “Ukurannya setengah dari Pluto dan 12% massanya, yang membuatnya lebih mirip dengan bulan di Bumi dibandingkan bulan lain mana pun di dunia. tata surya.”
Sebagai perbandingan, ukuran bulan kita hanya seperempat ukuran Bumi, sedangkan bulan terbesar di tata surya, Ganymede, berukuran sekitar 1/28 ukuran planet induknya. Jupiter.
Peneliti Universitas Arizona, yang juga a NASA rekan pascadoktoral, menambahkan bahwa sulit untuk mendapatkan bulan yang relatif besar dengan cara yang “normal”. (“Normal” adalah penangkapan gravitasi seperti bulan Mars' bulan Phobos dan Deimos dan bulan-bulan dari planet raksasa Jupiter Dan Saturnus.)
Artinya, teori pembentukan sistem Pluto dan Charon yang berlaku didasarkan pada gagasan penangkapan tumbukan, mirip dengan bagaimana benda masif diyakini terhempas ke dalam bumi. Bumi untuk meluncurkan materi yang ditangkap planet kita saat lahir bulan kita.
“Sesuatu yang besar menghantam Pluto, dan Anda mendapatkan Charon, tapi seperti sistem Bumi-bulan, kita tidak sepenuhnya mengetahui cara kerjanya dan kondisi di mana hal itu terjadi,” kata Denton. “Ini adalah pertanyaan yang cukup besar karena sejumlah Objek Sabuk Kuiper besar lainnya juga memiliki bulan-bulan besar, jadi sepertinya hal ini terjadi di Sabuk Kuiper dengan frekuensi tertentu, namun kita tidak tahu bagaimana atau mengapa.”
Selama “penangkapan tabrakan” standar, tabrakan besar terjadi, dan kedua benda meregang dan berubah bentuk seperti cairan. Proses ini menjelaskan penciptaan sistem Bumi/Bulan dengan baik karena panas hebat yang dihasilkan dalam benturan dan semakin besarnya massa benda yang terlibat menyebabkan benda-benda tersebut bertindak secara cair.
Saat mempertimbangkan Pluto dan Charon dalam proses penangkapan tabrakan, ada faktor tambahan yang perlu dipertimbangkan: kekuatan struktural benda-benda es dan batuan yang lebih dingin. Ini adalah sesuatu yang telah diabaikan di masa lalu ketika para peneliti mempertimbangkan penciptaan Charon yang bersifat tabrakan.
Untuk memasukkan hal ini ke dalam simulasi, tim beralih ke Cluster komputasi kinerja tinggi Universitas Arizona. Ketika Denton dan rekannya memperhitungkan kekuatan material ini dalam simulasi mereka, sesuatu yang sama sekali tidak terduga muncul.
“Karena kedua benda tersebut memiliki kekuatan material, Charon tidak melakukan penetrasi cukup dalam ke Pluto untuk menyatu dengannya; hal ini tidak berlaku jika benda tersebut berbentuk cairan,” jelas Denton. “Untuk kondisi tumbukan yang sama, jika kita berasumsi Pluto dan Charon tidak memiliki kekuatan, mereka bergabung menjadi satu benda besar, dan Charon terserap. Namun, dengan kekuatan, Pluto dan Charon tetap utuh secara struktural selama penggabungan singkat mereka.”
Karena Charon tidak bisa tenggelam ke dalam Pluto dalam skenario ini, ia tetap berada di luar apa yang disebut “radius rotasi bersama” dari kedua benda tersebut. Akibatnya, ia tidak bisa berputar secepat Pluto, yang berarti kedua benda tersebut tidak bisa terus menyatu. Ketika mereka berpisah dan ciuman sedingin es ini berakhir, tim berpikir bahwa Pluto akan mendorong Charon ke orbit melingkar yang lebih dekat dan lebih tinggi sehingga bulan akan bermigrasi ke luar.
“'Ciuman' dalam ciuman-dan-tangkap ini, penggabungannya sangat singkat, secara geologis, berlangsung selama 10 hingga 15 jam sebelum kedua tubuh terpisah kembali,” kata Denton. “Charon kemudian memulai migrasi perlahan ke luar menuju posisinya saat ini.”
Tim berpendapat tabrakan awal terjadi pada awal sejarah tata surya, mungkin puluhan juta tahun setelah tata surya terbentuk, yaitu miliaran tahun yang lalu.
“Tabrakan besar yang khas adalah penggabungan langsung, di mana kedua badan tersebut bergabung, atau kedua badan tersebut tetap independen,” kata Denton. “Jadi ini sangat baru bagi kami. Hal ini juga menimbulkan banyak pertanyaan geologis menarik yang ingin kami uji, karena apakah ciuman-dan-menangkap berhasil bergantung pada keadaan termal Pluto, yang kemudian dapat kita kaitkan dengan kondisi kontemporer Pluto. geologi untuk diuji.
“Saya benar-benar ingin mengetahui bagaimana dampak awal Pluto-Charon dapat mempengaruhi apakah dan bagaimana Pluto dan Charon mengembangkan lautan.”
Denton menjelaskan bahwa ada dua cara yang dapat diambil tim untuk mengembangkan perkembangan ini.
“Yang pertama adalah melihat bagaimana hal ini berlaku untuk Objek Sabuk Kuiper besar lainnya yang memiliki bulan besar, seperti Eris dan Dysnomia, Orcus dan Vanth, dan lainnya,” jelas Denton. “Analisis awal kami menunjukkan bahwa ciuman dan penangkapan juga bisa menjadi sumber dari sistem lain ini, namun karena komposisi dan massanya berbeda-beda, penting untuk mempelajari bagaimana ciuman dan penangkapan mungkin terjadi di seluruh Kuiper. Sabuk.”
Cara kedua yang ingin diikuti oleh tim adalah dengan melihat evolusi pasang surut jangka panjang Charon untuk mengkonfirmasi teori pembentukannya.
“Untuk benar-benar yakin bahwa ini adalah proses yang membentuk Pluto dan Charon, kita perlu memastikan bahwa Charon bermigrasi ke lokasinya saat ini sekitar 8 kali lebar Pluto,” kata Denton. “Namun, proses tersebut terjadi dalam jangka waktu yang jauh lebih lama dibandingkan tabrakan awal, sehingga model kami tidak cocok untuk melacaknya.
“Kami berencana untuk melihat lebih dekat hal ini di masa depan untuk menentukan kondisi mana yang tidak hanya mereproduksi Pluto dan Charon sebagai benda, tetapi juga menempatkan Charon di tempat yang tepat, seperti sekarang ini.”
Awalnya diposting di Luar Angkasa.com.
