В видеоролике, основанном на компьютерном моделировании, две ледяные сферы диаметром около километра движутся навстречу друг другу. Они сталкиваются со скоростью велосипеда, начинают взаимно вращаться и снова разделяются после того, как меньшее тело оставило следы материала на большем. Временная последовательность показывает, что меньший объект замедляется из-за взаимной гравитации. Примерно через 14 часов он поворачивает назад и снова ударяется через день после первого столкновения.
Два тела, наконец, сливаются в одно тело, которое почему-то выглядит знакомо: двухлепестковая рамка напоминает форму кометы 67P / Чурюмова-Герасименко, полученную миссией ЕКА «Розетта».Выполнено 100 симуляций
Моделирование является частью исследования, опубликованного в Science Express бернским астрофизиком Мартином Юци и его американским коллегой Эриком Асфаугом (Университет штата Аризона). С помощью своих трехмерных компьютерных моделей исследователи реконструируют то, что происходило в ранней Солнечной системе. «Кометы или их предшественники образовались во внешних планетах, возможно, за миллионы лет до образования планет», — объясняет Мартин Ютци. «Реконструкция процесса формирования комет может предоставить важную информацию о начальной фазе формирования планет, например, о начальных размерах строительных блоков планет, так называемых планетезималей или кометезималей во внешней Солнечной системе». Было выполнено около 100 симуляций, на выполнение каждого из которых уходит от одной до нескольких недель, в зависимости от типа столкновения.
Работа была поддержана Швейцарским национальным научным фондом в рамках программы Ambizione и частично выполнялась в рамках Швейцарского национального центра компетенции в исследованиях «PlanetS».67P / Чурюмов-Герасименко — не единственная комета, имеющая двулопастную форму и свидетельствующую о слоистой структуре. На 9P / Tempel 1 в 2005 году произошла авария, на которой NASA Deep Impact обнаружил аналогичные слои, что также предполагается на двух других кометах, которые посетили миссии НАСА.
Половина кометных ядер, которые наблюдались космическими аппаратами до сих пор, в том числе кометы 103P / Hartley 2 и 19P / Borelly, имеют двухлопастную форму. «Как и когда сформировались эти особенности, много споров с определенными последствиями для формирования, динамики и геологии Солнечной системы», — говорит Мартин Ютци.Первозданные остатки спокойной фазы
В своем исследовании исследователи применили трехмерные модели столкновений, ограниченные этой формой и топографическими данными, чтобы понять основной механизм аккреции и его последствия для внутренней структуры. Как показывает их трехмерное компьютерное моделирование, основные структурные особенности, наблюдаемые на ядрах комет, можно объяснить попарной аккрецией слабых кометезималей с низкими скоростями. Модель также совместима с наблюдаемыми низкими объемными плотностями комет, поскольку столкновения приводят лишь к незначительному уплотнению.«Эти медленные слияния могут представлять собой тихую, раннюю фазу формирования планет около 4,5 миллиарда лет назад, до того, как большие тела привели систему к разрушительным скоростям, поддерживая идею о том, что ядра комет являются первичными остатками ранней агломерации малых тел», — говорит Мартин Ютци. . С другой стороны, те же процессы коагуляции могли происходить среди скоплений обломков, выброшенных из гораздо более крупных родительских тел.
Наряду с будущими космическими миссиями с использованием радара для прямого изображения внутренней структуры, трехмерное компьютерное моделирование является важным шагом для прояснения вопроса о том, как были собраны ядра комет.