Một mô hình máy tính mới cho thấy một loạt các vệ tinh Diêm vương va chạm, vỡ thành từng mảnh, di chuyển ra ngoài và sau đó xây dựng lại.
Một tác động lớn bốn tỷ năm trước có thể giải thích cho cấu hình quỹ đạo khó hiểu trong số 5 vệ tinh được biết đến, theo một mô hình mới được phát triển bởi các nhà khoa học hành tinh từ Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI).
Bắt đầu với Charon, Mặt trăng lớn nhất và lớn nhất của Sao Diêm Vương, mỗi mặt trăng xa hơn - và nhỏ hơn nhiều - quay quanh Sao Diêm Vương theo một yếu tố tăng dần của thời kỳ quỹ đạo riêng của Charon. Các vệ tinh nhỏ, Styx, Nix, Kerberos và Hydra, có chu kỳ quỹ đạo dài gần gấp 3, 4, 5 và 6 lần so với Charon chanh.
Khoảng cách của họ với Sao Diêm Vương và sự sắp xếp quỹ đạo của các vệ tinh là một thách thức đối với các lý thuyết về sự hình thành của các vệ tinh nhỏ, đối với nhà nghiên cứu, tiến sĩ Harold, ông Halold Levison, một nhà khoa học tại Viện nghiên cứu khoa học hành tinh SwRI tại Boulder, Colorado.
Các mặt trăng nhỏ nhất của Sao Diêm Vương, trước đây được gọi là Hồi P4 và Lọ P5, đã được đổi tên vào tháng 7 năm 2013. Nhật ký P4 đã được đặt tên là Styx, và P5 Khăn được đặt tên là Kerberos. Tín dụng hình ảnh: NASA; ESA; M. Showalter, Viện SETI
Các mô hình cho sự hình thành của Charon để lại rất nhiều vệ tinh nhỏ, nhưng tất cả chúng đều gần với Sao Diêm Vương hơn hệ thống hiện tại mà chúng ta thấy ngày nay, Levison nói.
Một vấn đề lớn đã được hiểu là làm thế nào để di chuyển các vệ tinh này ra bên ngoài, nhưng không bị mất chúng khỏi hệ thống Sao Diêm Vương hoặc khiến chúng đâm vào Charon. Levison cho biết, cấu hình này cho thấy chúng tôi đã thiếu một số cơ chế quan trọng để vận chuyển vật liệu xung quanh trong hệ thống này.
Nghiên cứu của Levison đã xem xét kỷ nguyên sớm nhất và năng động nhất của hệ thống Sao Diêm Vương / Charon. Người ta cho rằng Charon được hình thành do một tác động lớn trong một giai đoạn trong lịch sử hệ mặt trời khi những vụ va chạm như vậy xảy ra thường xuyên hơn. Bất kỳ vệ tinh nào còn sót lại ban đầu đều có khả năng bị phá hủy trong các vụ va chạm, nhưng những mặt trăng bị vỡ vụn này sẽ bị mất; thay vào đó, hài cốt của họ sẽ ở lại trong hệ thống Sao Diêm Vương / Charon và trở thành điểm khởi đầu để xây dựng các vệ tinh mới.
Do đó, sẽ có nhiều thế hệ hệ thống vệ tinh trong lịch sử của Sao Diêm Vương và Charon.
Nghe từ nhà thiên văn học Alan Stern về các mặt trăng của Sao Diêm Vương
Sao Diêm Vương mặt trăng Charon có thể đã được hình thành trong một vụ va chạm lớn, trong một giai đoạn trong lịch sử hệ mặt trời khi các vụ va chạm xảy ra thường xuyên hơn. Bất kỳ vệ tinh nào còn sót lại ban đầu đều có khả năng bị phá hủy trong các vụ va chạm, nhưng những mặt trăng bị vỡ vụn này sẽ bị mất; thay vào đó, hài cốt của họ sẽ ở lại trong hệ thống Sao Diêm Vương / Charon và trở thành điểm khởi đầu để xây dựng các vệ tinh mới.
Khi mô hình hóa sự phá hủy của các vệ tinh, nghiên cứu cho thấy có thể có một phương pháp để di chuyển chúng, hoặc các khối xây dựng của chúng ra bên ngoài, do tác động cạnh tranh của các cú đá hấp dẫn và va chạm giữa các mảnh vỡ của các vệ tinh bị phá vỡ. Charon là vệ tinh lớn nhất của bất kỳ hành tinh hay hành tinh lùn nào, nặng bằng 1/10 khối lượng Sao Diêm Vương (mặt trăng của Trái đất chỉ bằng 1/81 khối lượng Trái đất), và do đó, nó có thể phóng nhanh các vệ tinh nhỏ ra bên ngoài nếu chúng để tiếp cận quá chặt chẽ.
Trong khi đó, va chạm giữa các vệ tinh nhỏ có thể thay đổi quỹ đạo để tránh xa Charon. Khi kết hợp, điều này dẫn đến một loạt các vệ tinh va chạm, vỡ thành từng mảnh, di chuyển ra ngoài và sau đó xây dựng lại.
Tiến sĩ Kevin Walsh, một nhà điều tra khác và một nhà khoa học nghiên cứu tại Ban giám đốc khoa học hành tinh SwRI tại Boulder, Colorado cho biết, ý nghĩa của kết quả này là các vệ tinh nhỏ hiện tại là thế hệ cuối cùng của nhiều thế hệ vệ tinh trước đó. Chúng có thể được hình thành lần đầu tiên vào khoảng 4 tỷ năm trước và sau một triệu năm phá vỡ và xây dựng lại, đã tồn tại trong cấu hình hiện tại của chúng kể từ đó.
Một con tàu vũ trụ đang trên đường tới Sao Diêm Vương. Video dưới đây nói thêm về nhiệm vụ Chân trời mới đến Sao Diêm Vương, dự kiến sẽ quét gần nhất với hệ thống Sao Diêm Vương vào tháng 7 năm 2015.