افق های جدید ممکن است حل سیاره-تشکیل سرد مورد

نه که مدتها پیش از آن به نظر می رسید روز های شکوه از فضاپیمای افق های جدید ماموریت بودند در آینه سمت چپ پشت و تاریخی خود را پلوتون برخورد در 2015. سپس در اوایل سال گذشته فضاپیمای آرام توسط Arrokoth کمی از اب اورد دست خوش پیشامد میشه از طریق Kuiper Belt—منتشر حلقه ابتدایی یخی بدن فراتر از نپتون که پلوتون بزرگترین عضو. چه افق های جدید در یافت Arrokoth—در ابتدا گزارش شده در سال گذشته و در حال حاضر تقویت شده با 10 برابر بیشتر داده ها در سه مطالعات منتشر شده در هفته گذشته در علم—یک سرنخ مهم به بزرگترین مورد سرد در منظومه شمسی: رمز و راز از چگونه سیارات به دنیا آمد.

“من هرگز انتظار می رود که برخورد ما با Arrokoth خواهد بود شانه به شانه با پلوتون پرواز از نظر اهمیت آن می گوید:” افق های جدید محقق اصلی و مطالعه همکاری نویسنده آلن استرن یک سیاره دانشمند در موسسه تحقیقات جنوب غربی. “انتظار نداشتم به زمین بسیار مخربی کشف در مورد شکل گیری سیاره در کمربند Kuiper و در عین حال ما. در Arrokoth ما تصادفا بر روی شاید بزرگترین جایزه از تمام افق های جدید ماموریت است.”

از طریق مطالعات دقیق از Arrokoth شکل شناسی رنگ و ترکیب—و همچنین پیچیده شبیه سازی های کامپیوتری—محققان توسعه داده اند یک تصویر واضح تر از این یادگاری از اوایل منظومه شمسی باید تشکیل شده است. و با دانش که آنها نیز به دست آورد یک درک بهتر از نحوه بلوک های ساختمان از جهان در زمان شکل به دور خورشید بیش از چهار میلیارد سال پیش.

چگونه یک سیاره

این دستور برای ساخت سیارات است که فریب آمیزی ساده است: تنه عظیم ابری از گاز و گرد و غبار به طوری که آن را در خود فرو می ریزد مانند کروی بهمن, فشرده سازی بسیاری از مواد آن به یک مرکزی نوزاد ستاره. بعدی ایستاده و به تماشای به عنوان ابر مانده تکانه زاویه ای چرخش و مسطح باقی مانده به یک چرخش دیسک در اطراف ستاره است. ظرف چند میلیون سال است که انجمن یکی شدن درون هارد دیسک از طریق یک فرآیند به نام سلسله مراتبی را اعلام کرد. ذرات گرد و غبار برخورد و چوب به تدریج glomming با هم به سنگریزه و در نهایت سیارات. آسان ،

به جز وجود دارد به نظر می رسد بسیار مهم تنگنا در این سیاره خط مونتاژ: پرش از سنگریزه به کیلومتر در مقیاس بلوک های ساختمان به نام planetesimals. این مرحله جایی است که بسیاری از نظریه پردازان انتظار سلسله مراتبی اتحاد به طور موقت شکستن زیرا متر-مقیاس تخته سنگ ضربه زدن با هم در مداری سرعت هستند احتمال بیشتری برای شکستن بازگشت به شن از به دست آوردن بزرگتر است. Planetesimals در مقابل باید به اندازه کافی بزرگ است که خود را ذاتی جاذبه corrals قطعات تولید شده توسط برخورد برگرداندن آنها بریزید و اجازه رشد به ادامه تمام راه را به planethood.

“گرانش جهانی است, نیروی و عمل مانند یک چسب به رشد planetesimals بزرگتر و بزرگتر یک بار آنها را تشکیل می دهند می گوید:” دیوید Nesvorný از موسسه تحقیقات جنوب غربی بود که یک نویسنده یکی از مطالعات جدید. “اما این درست نیست در مورد مرحله اولیه زمانی که شما فقط باید ذرات گرد و غبار در یک دیسک به هم چسبیده از طریق مولکولی نیروهای به سنگریزه. جاذبه نیست بسیار مهم وجود دارد. پس چه ‘چسب’ که اجازه می دهد تا همه چیز به رشد تولید 10 یا 100 کیلومتر اشیاء است؟”

از بالا به پایین یا پایین به بالا ؟

پیشرو جایگزین برای “پایین به بالا” مجمع فرایند سلسله مراتبی اعلام یک “ابر محلی سقوط” ساز که ساخت planetesimals از “بالا به پایین.” در این رویکرد سنگریزه در protoplanetary دیسک دور زدن پس برخوردی تنگنا توسط حل و فصل را به خود جذب شدن ابرها به سرعت در حال فشرده سازی تحت وزن خود را به طور مستقیم سقوط به planetesimals. منشاء آن در 1950s و تصفیه شده با پیشگام کار نظری در سال 1970 این ایده در ابتدا تلاش برای توضیح دهید که چگونه سنگریزه ها می تواند انبوه در وهله اول. اما از 15 سال پیش پیچیده تر از مدل های ظهور نشان می دهد که چگونه گاز کشیدن در داخل یک دیسک—پدیده ای به نام جریان بی ثباتی—می تواند کنسانتره سنگ به انبوه گروه بسیار شبیه گله از پرندگان و یا peloton از دوچرخه سواران در حال حرکت با هم برابر باد مخالف.

از وجود یک سنگریزه ابر سقوط خواهد کرد ظاهر planetesimals—جمع دلیل پایستگی تکانه زاویه ای چرخش از دو یا بیشتر متراکم کیلومتر-مقیاس بدن از infalling مواد. اگر planetesimals فرم از طریق فروپاشی بسیاری از آنها باید شروع به عنوان سیستم های دوتایی—که برخی از آنها خواهد شد و سپس هر دو به آرامی با هم ادغام و یا از دست دادن همراهان خود را از طریق فعل و انفعالات گرانشی. و با توجه به دولت از هنر شبیه سازی عددی به تازگی انجام شده توسط Nesvorný و همکارانش اگر خود پدر نقش ونگار ریگی دادن ابرها تشکیل شده از طریق جریان بی ثباتی این فایل های باینری باید تمایل به مدار هر یک از دیگر در یک prograde جهت است که در همان جهت به عنوان آنها در مدار خورشید است. (مدل باینری گیری از مکانیسم های دیگر پیش بینی مخالف: تمایل برای رتروگراد مدار.) قابل توجه تجزیه و تحلیل داده ها از تلسکوپ فضایی هابل و دیگر منابع است نشان داده است که Kuiper Belt قدیمی ترین فایل های باینری نمایشگاه دقیقا این اثر با اکثریت قریب به اتفاق نمایش prograde مدار. زمانی که برای اولین بار نشان داد در سال گذشته این تداخل شواهد از عملکرد بالا و ابر رایانه ها و تلسکوپی مطالعات Kuiper Belt اشیاء مورد ستایش قرار داد توسط برخی از کارشناسان به عنوان بهترین شواهد در عین حال برای جریان بی ثباتی و محلی ابر فروپاشی مدل planetesimal سازند.

“من تحت هیچ توهمی است که وجود خواهد داشت یک, جهانی, لحظه توافق در این مورد می گوید:” اندرو Youdin از دانشگاه آریزونا یک شرکت مبتکر این جریان بی ثباتی فرضیه که کمک به انجام این کار دستیابی به موفقیت. “شما نمی خواهید هر کس فقط به پرش بر روی ارابه موسیقی به هر حال. این یک مطلب تدریجی چیزی است. که راه علم باید کار کند.”

در نور از داده ها از افق های جدید را Arrokoth پرواز, اما, ارابه موسیقی ممکن است به زودی جایگاه اتاق تنها. “این دو چیز با هم تناسب” می گوید: Grundy از رصدخانه لاول در فلاگستاف Ariz., یک نویسنده جدید Arrokoth مطالعات و رهبر Kuiper Belt دودویی تجزیه و تحلیل. “شواهد prograde دودویی-مدار جهت است که کاملا سازگار با جریان بی ثباتی به عنوان سازنده ساز. و تمام شواهد و مدارک که Arrokoth می دهد این است که آن را از طریق تشکیل ابر سقوط—اگر چه آن را نمی کند به ما بگویید که چگونه ابر تشکیل شده است.”

در مورد ابر سقوط

که قبلا به عنوان شناخته شده 2014 MU69 (یا غیر رسمی تعیین Ultima تول) قبل از رسمی خود را نامگذاری, Arrokoth 36 کیلومتر-طولانی “تماس با باینری” متشکل از دو یخی, پهن, به آرامی حفره حفره و به آرامی لمس کردن لوب. ترتیب می دهد Arrokoth ظاهر ر آدم برفی. سطح آن بسیار و یکنواخت قرمز—احتمالا به دلیل مولکولهای آلی تشکیل شده است که بیش از میلیون ها ثابت pummeling توسط اشعه کیهانی. و شاید از همه مهمتر تماس دودویی است که یک عضو از “سرد کلاسیک” خانواده از بدن در Kuiper Belt—اشیاء در متین مدار دایره ای است که به ندرت با تعامل هر چیز دیگری پس از شکل گیری آنها بیش از چهار میلیارد سال پیش در منظومه شمسی است سحر.

“بحث بر سر چگونه planetesimals فرم بیشتر شده است بر اساس مدل های کامپیوتری—زیرا هر شیء کوچک در منظومه شمسی رفته ایم برای ‘زمین حقیقت’ شده است به شدت گرم می شود و فرسایش توسط نور خورشید و اثرات” استرن می گوید. “سپس ما به Arrokoth و روشن است این نکته است سرد به عنوان طولانی به عنوان آن وجود داشته است و در بسیار rarefied بخشی از منظومه شمسی که در آن شده است وجود دارد هرگز یک فشرده پس برخوردی محیط زیست است. این یک کپسول زمان از بیش از چهار میلیارد سال پیش و نمی توان آن را توضیح داد و در مجموع با سلسله مراتبی را اعلام models.”

در هر جزئیات استرن و همکاران او می گویند Arrokoth برآورده کردن انتظارات تعیین شده توسط ابر سقوط ، آن را صاف لوب پس از ظرافت نشسته در بالای هر یک دیگر نشان می دهد هیچ نشانه ای از خشونت با سرعت بالا smashups پیش بینی شده توسط سلسله مراتبی اتحاد—آنها باید برخورد بسیار placidly کشیده شده همراه با یک بسته شدن با سرعت کم به عنوان یک متر در هر ثانیه به عنوان آنها spiraled از طریق گاز در جنینی خورشیدی سیستم ناتال دیسک. و لوب هستند هر مسطح در همان راه—دقیقا به عنوان اگر آنها هر دو چرخید از همان فروپاشی ابر. در رنگ و ترکیب آنها ظاهر می شود در همه جا یکسان—در حالی که آنها باید متنوع تر اگر تشکیل شده از اجسام کوچکتر برخورد از سراسر بخش های دور از منظومه شمسی است. “این مثل این است که یک CSI قسمت” استرن می گوید. “وجود دارد بیش از حد بسیاری از خطوط از شواهد همه اشاره به یک مجرم در اینجا نه جای دیگر. همه چیز خطوط برای ابر سقوط است.”

این نتیجه گیری خود را تا حدودی تعجب آور است. “ما می دانستیم که ما احتمالا قادر خواهید بود برای یادگیری چیزی در مورد planetesimal گیری از Arrokoth می گوید:” جان اسپنسر از موسسه تحقیقات جنوب غربی همکاری نویسنده از سه اخیر علم مقالات. “اما ما که اصلا انتظار آن را به طوری blindingly آشکار هنگامی که ما وجود دارد. هیچ یک از ما تصور من فکر نمی کنم که Arrokoth خواهد بود بنابراین بکر است و داستان آن گفته می شود بسیار روشن است.”

وجود دارد, البته بالقوه گرفتن: Arrokoth تنها شی از نوع خود تا کنون دیده نزدیک و ساخت عظیم extrapolations از حجم نمونه یکی است ذاتا خطرناک است. “من اعتماد به نفس در این یک پیشرفت عمده در درک ما از planetesimal سازند اما کسی که احتمالا بپرسید که” این فقط یک شی. چگونه می تواند به شما می دانید آن را معمولی؟'” می گوید ویلیام مک کینون از دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس است که با همکاری سه مطالعات جدید. “ما نمی انتخاب کنید [Arrokoth] از آنجا که ما می دانستم که آنچه در آن می خواهم نگاه. ما آن را برداشت چرا که ما می تواند رسیدن به آن با افق های جدید. اگر آن را به حال تبدیل به یک فضای سیب زمینی با پوشش چاله های ما می شود با گفتن یک داستان متفاوت در حال حاضر — اما آن را نداشت.”

بیشتر یقین می تواند از افق های جدید آن را به عنوان سفر عمیق تر به Kuiper Belt. با قدرت و حرارت برای آن ابزار ارائه شده توسط تدریجی فروپاشی طولانی مدت هسته ای ایزوتوپ ماموریت می تواند خود را ادامه اکتشافات خوبی به 2030s (ناسا ارائه شده نگه می دارد و بودجه آن عملیات). فضاپیما را 10 کیلوگرم یا بیشتر از سوخت باقی مانده بعید است که کافی است برای دیگر پس از پلوتو پرواز از یک کمربند Kuiper شی اما این تیم است که هنوز هم بزرگ به دنبال دیگر اهداف ممکن است با استفاده از برخی از بزرگترین تلسکوپ زمینی بر روی زمین است. در ضمن آنها به کارگیری افق های جدید به مراتب بیشتر از متوسط 21 سانتی متر تلسکوپ از راه دور مطالعه Kuiper Belt اشیاء عبور در فاصله. این مطالعات نمی خواهد بازگشت تصاویر زرق و برق دار. اما آنها هنوز هم می تواند پیش افتادن از هر گونه مشاهدات از زمین در مجاورت ارائه اندازه گیری اشکال چرخش و خواص سطحی شاید 50 یا 100 اشیاء اضافی—به اندازه کافی به شکل معنی داری نمونه و فقط شاید به حل و فصل planetesimal بحث برای خوب است.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im