Puzzle przewidywania, w jaki sposób trzy grawitacyjne ciała poruszają się w kosmosie, rzucała wyzwanie matematykom od stuleci, a ostatnio została spopularyzowana w programie powieści i telewizyjnej „3 Body Problem”. Nie ma jednak problemu, z tym, co twierdzą zespół naukowców, jest prawdopodobnie stabilnym trio lodowych skał kosmicznych w pasie Kuipera Układu Słonecznego, znalezionego wykorzystania danych z Hubble Space Telescope NASA i naziemnego Obserwatorium Kecka Kecka na Hawajach.
Jeśli zostanie potwierdzony jako drugi taki system trzy ciała znaleziony w regionie, system Altjira 148780 sugeruje, że może istnieć podobne trzykrotne czekanie na odkrycie, co poparłyby konkretną teorię historii naszego Układu Słonecznego i tworzenia obiektów pasa Kuipera (KBO).
„Wszechświat jest wypełniony szeregiem systemów trzech ciał, w tym najbliższych gwiazd na Ziemi, systemu gwiazd Alpha Centauri, i stwierdzamy, że pas Kuiper nie może być wyjątkiem”, powiedziała główna autorka badania Maia Nelsen, absolwentka fizyki i astronomii Brigham Young University w Proam, Utah.
Znany od 1992 r., KBO są prymitywnymi lodowcowymi pozostałościami z wczesnego układu słonecznego znalezionego poza orbitą Neptuna. Do tej pory skatalogowano ponad 3000 KBO, a naukowcy szacują, że może być kilkaset tysięcy więcej o średnicy ponad 10 mil. Największym KBO jest Planeta Karzelowa Pluton.
Odkrycie Hubble'a jest kluczowym poparciem dla teorii formacji KBO, w której trzy małe skaliste ciała nie byłyby wynikiem zderzenia w zatłoczonym pasie Kuipera, ale zamiast tego tworzy się jako trio bezpośrednio z zapadnięcia się grawitacji materii na dysku otaczającym nowo utworzone słońce, około 4,5 miliarda lat temu. Powszechnie wiadomo, że gwiazdy powstają w wyniku zawalenia się grawitacyjnego gazu, powszechnie jako pary lub potrójne, ale pomysł, że kosmiczne obiekty, takie jak te w formie pasa Kuipera w podobny sposób, jest nadal badany.
System Altjira znajduje się w zewnętrznych zasięgach Układu Słonecznego, 3,7 miliarda mil stąd lub 44 -krotności odległości między Ziemią a Słońcem. Obrazy Hubble pokazują dwa KBO znajdujące się w odległości około 4700 mil (7600 kilometrów). Jednak naukowcy twierdzą, że powtarzające się obserwacje unikalnego ruchu obiektów wskazują, że obiekt wewnętrzny to w rzeczywistości dwa ciała, które są tak blisko siebie, nie można ich rozróżnić na tak dużą odległość.
„W przypadku obiektów tak małych i dalekich oddzielenie dwóch wewnętrznych członków systemu stanowi ułamek piksela na kamerze Hubble'a, więc musisz użyć metod nie wyobrażania sobie, aby odkryć, że jest to potrójne”-powiedział Nelsen.
To wymaga czasu i cierpliwości, wyjaśnił Nelsen. Naukowcy zebrali 17-letnią obserwacyjną linię bazową danych z Hubble'a i Obserwatorium Kecka, obserwując orbitę zewnętrznego obiektu systemu Altjira.
„Z czasem widzieliśmy orientację zmiany orbity obiektu zewnętrznego, co wskazuje, że obiekt wewnętrzny był albo bardzo wydłużony, albo w rzeczywistości dwa oddzielne obiekty”-powiedział Darin Ragozzine, również z Brigham Young University, współautor badania Altjira.
„Triple System był najlepiej dopasowany, gdy umieściliśmy dane Hubble'a w różne scenariusze modelowania” – powiedział Nelsen. „Inne możliwości są to, że obiekt wewnętrzny jest binarnym kontaktem, w którym dwa oddzielne ciała stają się tak blisko, że dotykają się nawzajem, lub coś, co jest dziwnie płaskie, jak naleśnik”.
Obecnie w zidentyfikowanych obiektach binarnych w pasie Kuiper. Teraz, mając pierwsze z tych systemów, naukowcy twierdzą, że bardziej prawdopodobne jest, że nie patrzą na dziwak, ale zamiast tego na populację systemów trzech ciał, utworzonych w tych samych okolicznościach. Jednak budowanie tych dowodów wymaga czasu i powtarzających się obserwacji.
Jedynymi przedmiotami pasa Kuipera, które zostały szczegółowo zbadane, są Pluton i mniejszy przedmiot obiektowy, którą odwiedziła nowa misja NASA odpowiednio w 2015 i 2019 roku. Nowe horyzonty wykazały, że Arokoth jest binarnym kontaktem, co dla KBOS oznacza, że dwa obiekty, które zbliżyły się bliżej i bliżej siebie, są teraz dotykające i/lub połączone, często powodując kształt orzechów ziemnych. Ragozzine opisuje Altjirę jako „kuzyna” Arokotha, członka tej samej grupy obiektów pasa Kuipera. Szacują, że AltJira jest 10 razy większa niż Arokoth, jednak o szerokości 124 mil (200 kilometrów).
Chociaż Altjira nie ma misji, aby uzyskać szczegóły na poziomie Arokotha, Nelsen powiedział, że istnieje inna nadchodząca szansa na dalsze studia intrygującego systemu. „Altjira weszła w sezon przyćmienia, w którym zewnętrzne ciało przechodzi przed centralnym ciałem. To potrwa przez następne dziesięć lat, dając naukowcom doskonałą okazję, aby dowiedzieć się o tym więcej” – powiedział Nelsen. Telskop kosmiczny Jamesa Webba z NASA dołącza również do badania Altjiry, ponieważ sprawdzi, czy komponenty wyglądają tak samo w nadchodzących obserwacjach cyklu 3.