Первое изображение объекта, напоминающего снежную фигуру, за пределами орбиты Нептуна было получено космическим аппаратом NASA «Новые горизонты» в 2019 году — это известное тело 2014 MU69, также называемое Ультима Туле. Впоследствии учёные обнаружили поразительный факт: каждый десятый астероид в поясе Койпера имеет подобный облик. Такая закономерность не может быть простой случайностью. Распространённость «снеговиков» на окраинах нашей планетной системы нуждалась в научном обосновании, и первое убедительное объяснение появилось лишь недавно.
Ультима Туле. Источник изображения: NASA
Если говорить точнее, предметом изучения являются планетезимали — первичные строительные блоки или зародыши твёрдых планет, сформировавшиеся на раннем этапе истории Солнечной системы. Наибольшее их скопление в практически неизменном виде сохранилось именно в поясе Койпера. Исследования показали, что около 10% этих тел представляют собой контактные двойные системы, состоящие из двух соприкасающихся сфер, что визуально похоже на снеговика. Как уже упоминалось, первый подобный объект был запечатлён зондом «Новые горизонты» в 2019 году. Это открытие пробудило интерес к процессам, приводящим к возникновению столь необычных форм, поскольку существовавшие ранее теоретические модели не могли удовлетворительно описать их двудольную структуру.
Учёные из Университета штата Мичиган предложили трактовку, основанную на механизме гравитационного коллапса. В их первой детальной компьютерной модели планетезималь формируется путём объединения мелких частиц, а затем под влиянием собственной гравитации и вращения разделяется на две части. Эти фрагменты остаются связанными силой притяжения, начинают медленно сближаться по спиральной траектории, аккуратно соприкасаются и объединяются, сохраняя при этом округлые очертания и не сливаясь в единую сферу, как предсказывали более ранние гидродинамические расчёты.
Гипотеза гравитационного коллапса хорошо соответствует наблюдательным данным: если контактные двойные объекты составляют 10% от общей популяции, значит, механизм их возникновения не может быть исключительным событием. В отличие от альтернативных предположений, которые требуют специфических столкновений или иных экзотических условий, предложенный процесс протекает естественным путём в протопланетном диске. После слияния такие объекты сохраняют стабильность благодаря малой плотности вещества в поясе Койпера, где риск разрушительных столкновений чрезвычайно низок.
Данная модель впервые дала возможность с высокой степенью достоверности подтвердить гипотезу о гравитационном коллапсе и смоделировать наблюдаемые формы. В перспективе она позволит исследовать более сложные конфигурации из трёх и четырёх слипшихся «сгустков», а также углубить представления о механизмах образования малых тел в Солнечной системе.
