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 четвёртый как раз тогда, когда к Плутону уже полетел New Horizons, и тут вдруг оказалось, что ему предстоит плавание среди в прямом смысле незнакомых скал. 

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 трёх 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 далёком 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, учёные 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 лёгкого 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. 

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 звёздным 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 межзвёздное пространство гравитационным резонансом. 

Поэтому, полагают астрономы, планеты двойных систем должны иметь соседей на орбитах, как минимум вдвое более удалённых 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. 

Текст: Александр Березин 

Подробнее