Πόσα φεγγάρια έχει ο Πλούτωνας; Τα μίνι φεγγάρια του Πλούτωνα, του Νιξ και της Ύδρας, ανακαλύφθηκαν το 2005 (αλλά ονομάστηκαν το 2006) κατά τη διάρκεια μιας εκστρατείας παρατήρησης από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble. Αλλά από πού προήλθαν αυτοί οι δορυφόροι; Η τρέχουσα αποδεκτή θεωρία σχετικά με τον σχηματισμό στο μεγάλο φεγγάρι, ο Χάρον, μοιάζει πολύ με τη θεωρία που υποστηρίζει τη δημιουργία του φεγγαριού της Γης. Πιστεύεται ότι ένας μεγάλος αντίκτυπος μεταξύ δύο μεγάλων αντικειμένων ιμάντα Kuiper έριξε τον Charon μακριά από έναν πρωτότο-Πλούτωνα, βάζοντας το κομμάτι της μάζας του Πλούτωνα σε τροχιά. Με τα χρόνια, οι παλιρροιακές δυνάμεις επιβράδυναν το ζευγάρι και ο Charon αφέθηκε να εγκατασταθεί στην τρέχουσα τροχιά του. Η πρόσφατη θεωρία υποδηλώνει ότι η Nix και η Hydra είναι ένα προϊόν αυτής της σύγκρουσης, απλώς κατέρρευσε θραύσματα του τεράστιου αντίκτυπου. Υπάρχουν όμως προβλήματα με αυτήν την ιδέα. Θα μπορούσαν οι Νιξ και η Ύδρα να προέρχονται από κάπου διαφορετικό από τον αντίκτυπο του Πλούτωνα-Σάρον;
Τα μικρά φεγγάρια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το αντικείμενο της ζώνης Kuiper Belt (πρώην ταξινομήθηκε ως πλανήτης) βρίσκονται περίπου 48.700 χιλιόμετρα και 64.800 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του Πλούτωνα. Το πλησιέστερο φεγγάρι ονομάζεται Νιξ και η πιο μακρινή, Ύδρα. Το Nix έχει τροχιακό συντονισμό 4: 1 με τροχιά Charons και το μεγαλύτερο φεγγάρι Hydra έχει συντονισμό 6: 1 (δηλ. Ο Nix θα περιστρέφει τον Πλούτωνα μία φορά για κάθε τέσσερα τροχιά Charons. Η Hydra θα περιστρέφεται σε τροχιά τον Πλούτωνα μία φορά για κάθε έξι τροχιές Charons) .
Οι λόγοι πίσω από αυτές τις τροχιές μίνι-φεγγαριού μόλις αρχίζουν να γίνονται κατανοητοί, αλλά είναι γνωστό ότι οι συντονισμοί τους με την τροχιά του Charons έχουν τις ρίζες τους πίσω κατά τη διάρκεια της εξέλιξης του συστήματος του Πλούτωνα. Αν υποθέσουμε ότι η Hydra και η Nix σχηματίστηκαν από μια τεράστια σύγκρουση αντικειμένου ζώνης Kuiper, η ευκολότερη εξήγηση είναι να υποθέσουμε ότι είναι ολόκληρα θραύσματα από την πρόσκρουση που έχει πιάσει η βαρύτητα του συστήματος Pluto-Charon. Ωστόσο, λόγω των εξαιρετικά εκκεντρικών τροχιών που θα προέκυπταν από αυτήν τη σύγκρουση, δεν είναι πιθανό τα δύο μικρά φεγγάρια να μπορούσαν να εξελιχθούν σε μια σχεδόν κυκλική τροχιά, σε σχεδόν στεφανιαίο συντονισμό με τον Charon.
Λοιπόν, θα ήταν δυνατόν τα φεγγάρια να έχουν σχηματιστεί από τη σκόνη και τα συντρίμμια που προέκυψαν από την αρχική σύγκρουση; Εάν παρήχθη αρκετό υλικό, και αν το υλικό συγκρούστηκε συχνά, τότε ίσως ο Νιξ και η Ύδρα γεννήθηκαν από ψυχρό δίσκο συντριμμάτων (αντί να είναι ολόκληρα κομμάτια βράχου), τελικά συνενώθηκαν και σχηματίζουν μεγάλα βραχώδη φεγγάρια. Καθώς μπορεί να υπήρχε ένας δίσκος από συντρίμμια, οι συγκρούσεις με τον Nix και την Hydra σε τροχιά θα είχαν επίσης μειώσει οποιαδήποτε εκκεντρότητα στις τροχιές τους.
Υπάρχει όμως ένα μεγάλο πρόβλημα με αυτήν τη θεωρία. Από προσομοιώσεις κρούσης, ο δίσκος μετά από πρόσκρουση των συντριμμιών που περιβάλλει τον Πλούτωνα θα ήταν πολύ συμπαγής. Ο δίσκος δεν θα μπορούσε να φτάσει μέχρι τις σημερινές τροχιές των φεγγαριών.
Μια ακόμη θεωρία υποδηλώνει ότι ίσως τα φεγγάρια ήταν δημιουργήθηκε σε έναν δίσκο μετά την πρόσκρουση, αλλά πολύ κοντά στον Πλούτωνα, και στη συνέχεια μέσω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με τον Charon, οι τροχιές των Nix και Hydra τραβήχτηκαν προς τα έξω, επιτρέποντάς τους να περιστρέφονται πολύ μακριά από τον δίσκο Pluto-Charon μετά την πρόσκρουση. Σύμφωνα με πρόσφατες προσομοιώσεις υπολογιστών, αυτό δεν φαίνεται να είναι δυνατό.
Για να βρούμε μια απάντηση, οι εργασίες των Yoram Lithwick και Yanqin Wu (Πανεπιστήμιο του Τορόντο) προτείνουν ότι πρέπει να κοιτάξουμε πέρα από το σύστημα Pluto-Charon για μια πηγή υλικού για τις Nix και Hydra. Από προσομοιώσεις, οι παραπάνω θεωρίες για τη δημιουργία των μικρών φεγγαριών ξεκινούν από υλικό που εκτοξεύεται από μια μεγάλη σύγκρουση μεταξύ δύο μεγάλων αντικειμένων ιμάντα Kuiper (δημιουργία Πλούτωνα και Charon) είναι εξαιρετικά προβληματικά. Δεν απαντούν σωστά πώς θα είχαν οι εξαιρετικά εκκεντρικές τροχιές Nix και Hydra από μια σύγκρουση να εξελιχθούν σε σχεδόν κυκλικές που έχουν σήμερα.
Ο Lithwick και ο Wu συνεχίζουν να λένε ότι οι κυκλικές, στεφανιαίες συντονιστικές τροχιές των δύο φεγγαριών θα μπορούσαν να δημιουργηθούν από έναν Πλουτοκεντρικό δίσκο μικρών κομματιών πετρωμάτων βράχου κατά τη διάρκεια της τροχιάς του Πλούτωνα γύρω από τον Ήλιο. Επομένως, ο Νιξ και η Ύδρα μπορεί να έχουν σχηματιστεί από τα βραχώδη συντρίμμια που έχουν απομείνει από την ανάπτυξη του Ηλιακού Συστήματος και όχι από ένα συμβάν σύγκρουσης που δημιουργεί τον Χάρον. Αυτό μπορεί να ισχύει για τα αμέτρητα άλλα αντικείμενα ιμάντα Kuiper σε τροχιά στα μακρινά άκρα του ηλιακού συστήματος, δεν απαιτείται καμία επίπτωση για τη δημιουργία των μικροσκοπικών φεγγαριών που σήμερα θεωρείται ότι είναι οι δορυφόροι τους.
Ελπίζουμε ότι η αποστολή New Horizons (που ξεκίνησε στις 21 Ιανουαρίου 2006) στα άκρα του ηλιακού συστήματος θα αποκαλύψει μερικά από τα ερωτήματα που παραμένουν αναπάντητα στα βάθη της μυστηριώδους ζώνης Kuiper. Ας ελπίσουμε ότι θα μάθουμε επίσης αν η Νιξ και η Ύδρα είναι παιδιά του Πλούτωνα και του Χάρον… ή αν υιοθετήθηκαν.
Πηγή: arXiv
