Εδώ και δεκαετίες οι αστρονόμοι προσπαθούν να κατανοήσουν τον τρόπο που ο Πλούτωνας απέκτησε τον ασυνήθιστα μεγάλο δορυφόρο του, τον Χάροντα, ο οποίος έχει περίπου το μισό μέγεθος του πλανήτη νάνου. Τώρα, νέα έρευνα προτείνει ότι ο Πλούτωνας και ο Χάροντας ήρθαν στιγμιαία σε επαφή πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, σε μια σύγκρουση που περιγράφεται ως «φιλί και σύλληψη».

Οι επιστήμονες θεωρούσαν παλαιότερα ότι ο Χάροντας σχηματίστηκε με τον ίδιο τρόπο όπως η Σελήνη της Γης, δηλαδή μέσω μιας γιγαντιαίας σύγκρουσης. Ένα αντικείμενο στο μέγεθος του Άρη χτύπησε τη Γη, εκτοξεύοντας λιωμένα θραύσματα στο διάστημα, τα οποία ενώθηκαν για να σχηματίσουν τη Σελήνη. Ωστόσο, αυτή η θεωρία δεν λαμβάνει υπόψη την ιδιαίτερη φύση του Πλούτωνα και του Χάροντα, που αποτελούνται κυρίως από πάγο και βράχο και βρίσκονται στην ψυχρή άκρη του ηλιακού συστήματος.

Η νέα μελέτη, υπό την καθοδήγηση της Adeene Denton, προτείνει ότι ο Πλούτωνας και ο Χάροντας έμειναν κυρίως ανέπαφοι μετά τη σύγκρουση. Αρχικά, τα δύο σώματα συγχωνεύτηκαν για λίγο, σχηματίζοντας μια δομή που έμοιαζε με «κοσμικό χιονάνθρωπο». Στη συνέχεια, διαχωρίστηκαν, δημιουργώντας το δυαδικό σύστημα που παρατηρείται σήμερα.

Τα δυαδικά συστήματα σχηματίζονται όταν δύο ουράνια σώματα περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας. Όπως εξηγεί η Denton, η σύγκρουση «φιλί και σύλληψη» διαφέρει από τα συνήθη σενάρια «χτύπημα και φυγή» ή «επαφή και συγχώνευση». Στην περίπτωση αυτή, τα δύο σώματα συγκρούονται, ενώνονται στιγμιαία και στη συνέχεια διαχωρίζονται, παραμένοντας όμως βαρυτικά συνδεδεμένα.

Σύνθεση και δομή του Πλούτωνα και του Χάροντα

Η μελέτη έδειξε ότι ο Πλούτωνας αποτελείται κυρίως από βράχο και καλύπτεται από πάγο, ενώ ο Χάροντας έχει περίπου ίσα ποσοστά βράχου και πάγου. Οι προηγούμενες προσομοιώσεις από τη δεκαετία του 2000 αντιμετώπιζαν τον Πλούτωνα και τον Χάροντα ως «ρευστά σώματα» χωρίς εσωτερική δομή. Όμως, οι νεότερες τεχνολογίες επέτρεψαν στους ερευνητές να προσομοιώσουν τη δομή και τη σύνθεση των σωμάτων, οδηγώντας σε πιο ακριβείς προβλέψεις.

Μετά τη σύγκρουση, ο Πλούτωνας και ο Χάροντας παρέμειναν σε μεγάλο βαθμό ακέραιοι, αν και αντάλλαξαν κάποια υλικά. Η βαρυτική έλξη του Πλούτωνα ώθησε τον Χάροντα σε μια πιο απομακρυσμένη τροχιά με την πάροδο του χρόνου.

Ο υπόγειος ωκεανός του Πλούτωνα

Μια από τις πιο σημαντικές συνέπειες της σύγκρουσης είναι η πιθανή ύπαρξη ενός υπόγειου ωκεανού κάτω από τον παγωμένο φλοιό του Πλούτωνα.

Η θερμότητα που παράχθηκε από τη σύγκρουση ενδέχεται να έλιωσε μέρος του πάγου, δημιουργώντας νερό σε υγρή μορφή. Αυτό ενισχύει την υπόθεση ότι ο Πλούτωνας μπορεί να φιλοξενεί έναν ωκεανό, αν και η προέλευση του παραμένει ασαφής.

Η Denton σημείωσε ότι, αν ο Πλούτωνας σχηματίστηκε αρχικά ως ένα ψυχρό σώμα χωρίς ωκεανό, τότε η γιγαντιαία σύγκρουση ίσως ήταν το κρίσιμο γεγονός που τον οδήγησε στη δημιουργία και διατήρηση ενός υπόγειου ωκεανού.

Η νέα αυτή θεωρία έχει ευρύτερες επιπτώσεις για την κατανόηση της δημιουργίας φεγγαριών και πλανητών. Στη Ζώνη του Κάιπερ, όπου βρίσκεται ο Πλούτωνας, πολλά μεγάλα σώματα διαθέτουν μεγάλους δορυφόρους. Η σύγκρουση «φιλί και σύλληψη» μπορεί να ήταν συνηθισμένο φαινόμενο στην πρώιμη ιστορία του ηλιακού συστήματος.

Η μελέτη αποτελεί παράδειγμα των τεχνολογικών βημάτων που έχουν γίνει στην προσομοίωση γεωφυσικών φαινομένων. Οι ερευνητές μπόρεσαν να ενσωματώσουν πιο ρεαλιστικές παραμέτρους για τη φυσική των πλανητικών σωμάτων, οδηγώντας σε νέα συμπεράσματα για την εξέλιξη του Πλούτωνα και του Χάροντα.

Ιστορική σημασία της σύγκρουσης

Η σύγκρουση πιθανότατα συνέβη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή νωρίς στην ιστορία του ηλιακού συστήματος, όταν οι γιγαντιαίες συγκρούσεις ήταν συνηθισμένες. Η μελέτη υποστηρίζει ότι ο Χάροντας είναι τόσο αρχαίος όσο και ο Πλούτωνας, υπογραμμίζοντας τη μακρά ιστορία των δύο σωμάτων ως δυαδικού συστήματος.

Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η θεωρία αυτή θα βοηθήσει στην κατανόηση και άλλων παρόμοιων συστημάτων στη Ζώνη του Κάιπερ και πέρα από αυτήν.