Луны Плутона указали на особенности планетарных систем двойных звезд

Александр Березин Плутон с его четырьмя спутниками был обсчитан в рамках компьютерной модели, которая показала, что устойчивость орбит планет двойной системы может быть значительно выше, чем предполагалось, но при этом расстояние между ними будет значительно больше, чем между планетами Солнечной системы. Плутон имеет четыре спутника: это Харон (12% от массы Плутона), Никта, Гидра и открытый в прошлом году Р4, пока не получивший нормального
названия. Кстати, открыли четвертый как раз тогда, когда к Плутону уже полетел New Horizons, и тут вдруг оказалось, что ему предстоит плавание среди в прямом смысле незнакомых скал.

 
 

Маломассивный Р4 может находиться внутри орбиты Гидры только в том случае, если ее и Никты масса и плотность невелики. (Илл. NASA, ESA, and A. Feild / STScI.)
Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) под руководством Андрея Юдина проанализировали взаимодействие всех спутников с Плутоном, чтобы решить целый ряд проблем, и в первую очередь оценить стабильность их орбит. Дело в том, что наличие у Плутона трех небольших спутников - это настоящая загадка. Орбиты их круговые, с весьма малой вытянутостью - следовательно, они не могут быть захвачены тяготением Плутона. Значит, они сформировались вместе с Плутоном. Но как тогда они умудрились сконденсироваться вблизи массивного Харона? Единственная объясняющая это гипотеза предполагает, что спутники являются результатом столкновения в далеком прошлом прото-Харона и Плутона, при котором первый и образовал все спутники, превратившись в группу обломков.
Не совсем ясно и то, почему Р4 находится внутри орбиты Гидры, внешнего спутника Плутона. Р4 очень мал, в несколько раз меньше Гидры. "Чем массивнее Никта и Гидра, тем сильнее они выталкивают другие луны рядом с ними", - отмечает Андрей Юдин.
Проведя симулирование 30-миллионного периода вращения спутников вокруг Плутона, ученые выявили, что и Никта, и Гидра должны быть довольно маломассивными (не более одной миллионной земной массы), чтобы обеспечить пребывание Р4 на его нынешней орбите. В противном случае Р4 во всех сценариях выбрасывается с орбиты вокруг Плутона в весьма сжатые сроки.
Ранее, по данным наблюдений, считалось, что диаметр Никты и Гидры составляет от 32 до 145 км и от 52 до 160 км соответственно. С новыми ограничениями, наложенными моделью Юдина на их массу, получается, что если они состоят из самого легкого возможного материала - льда, то их диаметр равен 46 и 56 км соответственно. Диаметры больше обозначенных невозможны, ибо плотность обоих спутников падает тогда до необъяснимых величин.
 

 

Если теория прото-Харона верна, то поверхность всех спутников Плутона именно такова: лед с высоким альбедо. Иначе светимость спутников слишком велика для такого диаметра. (Илл. NASA /ESA, G. Bacon / STScI.)
Самое интересное, что система Плутон - Харон фактически является двойной планетой (оба вращаются вокруг общего центра тяжести, находящегося за пределами Плутона, между ним и Хароном) и показывает динамику, свойственную двойным звездным системам; при этом поведение их спутников соответствует поведению планет таких двойных солнечных систем. А моделирование показало, что нынешние довольно большие для таких маломассивных спутников расстояния между Никтой, Гидрой и Р4 являются абсолютно неизбежными: при сокращении дистанций слишком тесно расположенные спутники (читай - планеты двойных систем) будут вышвыриваться в межзвездное пространство гравитационным резонансом.
Поэтому, полагают астрономы, планеты двойных систем должны иметь соседей на орбитах, как минимум вдвое более удаленных друг от друга, чем это имеет место в нашей Солнечной системе.
Соответствующая публикация появится в Astrophysical Journal 1 августа 2012 года.
 Подготовлено по материалам ScienceNOW.

Источник: 
Компьюлента