Защо старата теория за сблъсъка между Плутон и Харон вече е неизползваема

Стандартният академичен консенсус от последните десетилетия обичаше да прилага формулата на Земята и Луната върху всичко, което има спътник и се намира отвъд Марс. Теорията беше сравнително проста: колосален удар, висококинетична енергия, пълно разрушаване на структурата, разтопяване на скалите и последващо бавно охлаждане, от което се ражда двойна система. Тази геоцентрична логика обаче винаги е страдала от един огромен недостатък – игнорира базовите физически параметри на Пояса на Койпер. При температури, близки до абсолютната нула, и при състав, в който преобладават воден лед, замръзнал азот, метан и силициеви ядра, механичното поведение на телата е съвсем различно от това на разтопените базалти и силикати във вътрешната Слънчева система.

Ако анализираме масата на Плутон (около 1.3 × 10²² килограма) и тази на Харон (близо 1.58 × 10²¹ килограма), съотношението между тях е едно към осем. Това е необичайно голям спътник спрямо планетата си, което прави симетрията на системата уникална. Когато апаратът New Horizons прелетя край тях през юли 2015 г., архивите от снимки и спектрометрични данни изпратиха сериозен удар по теоретичните модели. Всички очакваха да видят мъртъв, геологично инертен леден блок, чийто вътрешен двигател е угаснал преди повече от четири милиарда години. Вместо това равнината Спутник показва ясни следи от конвекция на азотен лед, прясна тектоника и пукнатини, които изискват наличието на течен слой под твърдата кора.

Тук се появява фундаменталният термодинамичен парадокс, с който класическите модели не можеха да се справят. Малка планета джудже, формирана в самото начало на Слънчевата система – едва десетки милиони години след зараждането на протопланетарния диск – би трябвало да е загубила изцяло първичната си радиогенна топлина. Разпадът на изотопите като калий-40, уран-238 и торий-232 в малкото каменно ядро просто не е достатъчен, за да поддържа водата в течно състояние на разстояние от пет милиарда километра от Слънцето. Без допълнителен топлинен източник, подземният океан щеше да е твърд монолит от лед Ih още преди появата на първите организми на Земята.

Отговорът, публикуван от изследователския екип в Аризона, предлага излизане от тази безизходица чрез промяна на механиката на сблъсъка. Вземайки предвид ниските относителни скорости на телата в ранния Пояс на Койпер – много по-бавни от орбиталните скорости във вътрешната система – моделите показват, че катастрофално разтопяване просто не се е случило. Вместо това виждаме специфичен сценарий, при който двете тела се сближават, осъществяват физически контакт, залепват за кратко под формата на асиметрична структура с две лопи, след което ротационните и приливните сили ги разкъсват отново.