Вот и первые ответы на давнюю загадку: почему одни кентавры проявляют активность как кометы, а другие выглядят как обычные астероиды? Никто до сих пор не мог этого понять, потому что не было очевидной корреляции. Теперь, после тщательного изучения динамической истории всех известных кентавров, как активных, так и неактивных, и ряда моделирований, ученые наконец совершили большой прорыв.
Что мы знаем о кентаврах
Кентавры — это особый класс объектов в нашей планетарной системе, характеризующийся нестабильной орбитой, которая заставляет их пересекать как пояс астероидов, так и внешние планеты, например Нептун.
Свое название они получили из греческой мифологии, в которой кентавры были гибридными существами, наполовину состоящими из человека и лошади, что отражает их неоднозначную астрофизическую природу. На самом деле, по размеру они похожи на астероиды, а по составу — на кометы. И у них, как и у комет, иногда наблюдаются следы активности на поверхности и в хвостовой части: активность наблюдалась по крайней мере у 10 % кентавров.
Поскольку их орбита выходит за пределы орбиты Нептуна, кентавры считаются транснептуновыми объектами. Однако их точное происхождение все еще изучается, хотя считается, что многие из них могут происходить из пояса Койпера, расположенного за Нептуном.
Кентавры — объекты, представляющие большой интерес, поскольку они могут дать ценную информацию о формировании и эволюции Солнечной системы. Считается, что многие из этих тел остались относительно неизменными с первых дней формирования нашей планетарной системы и, таким образом, сохранили следы примитивных условий нашей космической среды.
Среди наиболее известных кентавров — Хирон, первый объект этого класса, открытый в 1977 году. Хирон примечателен тем, что обладает характеристиками как кометы, так и астероида, имея каменистое ядро и газообразную оболочку.
Близкая встреча с планетой-гигантом
Кентавры вращаются в царстве планет-гигантов, поэтому их орбитальная эволюция регулируется хаотическим влиянием гравитационного притяжения гигантов. Поэтому составление карты динамической истории этих объектов было сложным делом.
Для этого Лилли и её команда использовали численный интегратор — код, который может предсказать, как развивается орбита небесного тела. Для кентавров это может быть известно только на короткий период времени, обычно несколько сотен лет, после чего хаос делает предсказания неточными.
Таким образом, они обнаружили, что все кентавры, проявляющие признаки активности, в прошлом имели близкое столкновение с Юпитером или Сатурном, и это столкновение вызвало серьезное изменение орбиты. Это изменение команда назвала а-прыжком.
А-прыжок соответствует уменьшению полубольшой оси орбиты кентавра. В то же время эта орбита моделируется от эллиптической к круговой, а перигелий всегда ниже. Это изменение очень быстрое: оно происходит в течение нескольких месяцев. А большая полуось может уменьшаться на несколько астрономических единиц (одна а.е. равна расстоянию Земли от Солнца, около 150 млн км).
А вот и признаки активности
Благодаря а-прыжку кентавры оказываются на орбитах, где их поверхность может прогреваться в течение длительного времени. Таким образом, тепловая волна может достичь льда внутри, который затем сублимируется и делает кентавра активным.
Кентавры, по сути, ледяные по своей природе, но большую часть жизни они проводят в отдаленных регионах Солнечной системы, где слишком холодно для сублимации воды и других льдов. Лилли объяснила:
А-прыжки просто быстро перемещают некоторые из них ближе к Солнцу, где достаточно тепло для того, чтобы лед претерпел фазовые переходы, такие как сублимация, и превратил кентавров в кометы.
Тепловая модель, использованная командой, подтверждает это. Полученные результаты говорят о том, что каждый кентавр по своей природе способен стать активным. Все зависит от того, как будет развиваться его орбита.
Результаты исследования также означают, что анализ последних динамических историй может быть использован для выявления объектов, которые в настоящее время активны или могут стать таковыми в ближайшее время.
С исследованием, опубликованным в журнале The Astrophysical Journal Letters, можно ознакомиться .
Другие новости по теме...
