シミュレーションがカイパーベルトの天体が雪だるま形状を形成する方法を明らかに

ミシガン州立大学の研究者らが、コンピュータシミュレーションを開発し、重力崩壊が太陽系外縁部で二葉の雪だるまのような構造を自然に生み出すことを示した。これらの接触二重星は、海王星を超えるカイパーベルトの原始天体(プラネテシマル)の約10%を占める。この発見は、Royal Astronomical SocietyのMonthly Noticesに掲載され、天文学の長年の謎を解明する。

何十年もの間、天文学者らはカイパーベルトの多くの氷の天体が、2つの丸いローブがつながった雪だるまのような形状をしているのを観測してきた。カイパーベルトは、海王星の向こう側にあり、太陽系形成時の凍った残骸で満たされた領域で、惑星形成の残された構成要素である原始プラネテシマルを含んでいる。  nnミシガン州立大学の大学院生ジャクソン・バーンズは、重力崩壊を通じてこれらの接触二重星を自然に生成する初のシミュレーションを作成した。MSUのサイバー対応研究インスティテュート(ICER)の高性能コンピューティングクラスターを使用し、形成中の天体を構造的強度を保持するものとして扱うことで、2つの天体が球体に融合せずに互いに寄り添うことを可能にした。  nnシミュレーションでは、プラネテシマルは重力によって引き寄せられた塵と小石の回転する雲から始まり、雪片が雪玉を形成するのに似ている。これらの雲は2つの軌道する天体に分裂し、徐々に内側に螺旋状に進み、穏やかに接触して丸い形状を保持する。  nn以前のモデルは、衝突を流体混合として簡略化し、この特徴的な二部構成を再現できなかった。以前の説明は稀な出来事を想定していたが、論文の主任著者で地球・環境科学教授のセス・ジェイコブソンは、「プラネテシマルの10%が接触二重星だと考えるなら、それらを形成するプロセスは稀ではないはずだ」と指摘した。重力崩壊はそれらの一般性と一致する。  nnNASAのニュー・ホライゾンズ探査機は2019年1月に接触二重星を撮影し、これらの形状を強調し、カイパーベルト天体の詳細な調査を促した。この人口密度の低い領域では衝突が稀で、脆い構造が数十億年にわたりほとんどクレーターなく存続できる。  nnバーンズは画期的な点を強調した:「初めて正当な方法でこの仮説を検証できた」。チームはモデルをより複雑なシステムに拡張する計画で、将来のNASAミッションからのさらなる発見を期待している。

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