Неожиданный гость принадлежит к классу ледяных тел, обнаруженных в космосе между Юпитером и Нептуном. Названные "кентаврами", они впервые становятся активными, когда нагреваются по мере приближения к Солнцу, и динамически превращаются в более похожие на кометы.
Снимки в видимом свете, сделанные космическим телескопом Хаббла НАСА, показывают, что бродячий объект показывает признаки кометной активности, такие как хвост, выделение газов в виде струй и окутывающую кому пыли и газа.
Предыдущие наблюдения космического телескопа НАСА Спитцер дали ключ к разгадке состава кометоподобного объекта и газов, управляющих его активностью.
«Только Хаббл смог обнаружить активные кометоподобные объекты так далеко с такой высокой детализацией, и изображения ясно показывают эти особенности, такие как широкий хвост длиной примерно 400 000 миль и особенности с высоким разрешением около ядра из-за комы и ", – сказал ведущий исследователь Хаббла Брайс Болин из Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния.
Описывая захват Кентавра как редкое событие, Болин добавил: «Посетитель должен был выйти на орбиту Юпитера по правильной траектории, чтобы иметь такую конфигурацию, которая создаёт впечатление, что он разделяет свою орбиту с планетой. Мы расследуем, как он был захвачен Юпитером и приземлился среди троянцев.
Но мы думаем, что это могло быть связано с тем фактом, что у него было несколько близких столкновений с Юпитером."
Статья команды опубликована в выпуске журнала Astronomical Journal от 11 февраля 2021 года.
Компьютерное моделирование, проведенное исследовательской группой, показывает, что ледяной объект, названный P / 2019 LD2 (LD2), вероятно, качнулся близко к Юпитеру около двух лет назад. Затем планета гравитационно ударила своенравного посетителя к орбитальному местоположению группы троянских астероидов, опередив Юпитер примерно на 437 миллионов миль.
Ковшовая бригада
Кочевой объект был обнаружен в начале июня 2019 года телескопами системы последнего предупреждения об астероидном столкновении с землей (ATLAS) Гавайского университета, расположенными на потухших вулканах, один на Мауна-Кеа и один на Халеакала. Японский астроном-любитель Сейичи Ёсида сообщил команде Хаббла о возможной активности комет.
Затем астрономы отсканировали архивные данные из Zwicky Transient Facility, широкомасштабного исследования, проведенного в Паломарской обсерватории в Калифорнии, и поняли, что объект явно активен на изображениях с апреля 2019 года.
Они последовали наблюдениям обсерватории Апач-Пойнт в Нью-Мексико, которые также намекали на активность. Команда наблюдала комету с помощью Спитцера всего за несколько дней до закрытия обсерватории в январе 2020 года и определила газ и пыль вокруг ядра кометы.
Эти наблюдения убедили команду использовать Хаббл для более детального изучения. С помощью острого зрения Хаббла исследователи определили хвост, структуру комы, размер пылевых частиц и скорость их выброса. Эти изображения помогли им подтвердить, что эти особенности связаны с относительно новой кометоподобной активностью.
Хотя расположение LD2 удивительно, Болин задается вопросом, может ли этот пит-стоп быть обычным для некоторых комет, устремившихся к Солнцу. «Это может быть частью пути из нашей Солнечной системы через троянцев Юпитера во внутреннюю часть Солнечной системы», – сказал он.
Неожиданный гость наверняка долго не задержится среди астероидов. Компьютерное моделирование показывает, что еще примерно через два года он столкнется с Юпитером.
Крупная планета вытеснит комету из системы, и она продолжит свое путешествие во внутренние области Солнечной системы.
«Круто то, что вы на самом деле ловите Юпитера, который бросает этот объект, изменяет его орбитальное поведение и переносит его во внутреннюю систему», – сказал член команды Кэри Лисс из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд. "Юпитер контролирует то, что происходит с кометами, когда они попадают во внутреннюю систему, изменяя свои орбиты."
Ледяной нарушитель, скорее всего, является одним из последних членов так называемой «бригады ведер» комет, которых выгнали из своего холодного дома в поясе Койпера в регион гигантской планеты в результате взаимодействия с другим объектом пояса Койпера. Пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна, является убежищем для ледяных обломков, оставшихся от строительства наших планет 4.6 миллиардов лет назад, содержащий миллионы объектов, и иногда эти объекты почти не попадают или сталкиваются, что резко меняет их орбиты от пояса Койпера внутрь в область гигантских планет.
Бригада ледяных реликвий ведра терпит ухабистую поездку на пути к солнцу. Они гравитационно отскакивают от одной внешней планеты к другой в игре в небесный пинбол, прежде чем достичь внутренней солнечной системы, нагреваясь по мере приближения к Солнцу. Исследователи говорят, что объекты проводят столько же или даже больше времени вокруг планет-гигантов, притягивая их под действием силы тяжести (около 5 миллионов лет), чем они пересекают внутреннюю систему, в которой мы живем.
«Внутренняя система,« короткопериодические »кометы распадаются примерно раз в столетие», – объяснила Лиссе. "Итак, чтобы поддерживать количество местных комет, которые мы видим сегодня, мы думаем, что бригада ведер должна доставлять новую короткопериодическую комету примерно раз в 100 лет."
Ранний цветущий
Наблюдение активности выделения газа на комете в 465 миллионах миль от Солнца (где интенсивность солнечного света в 25 раз меньше, чем на Земле) удивило исследователей. «Мы были заинтригованы, увидев, что комета только что впервые начала проявлять активность, так далеко от Солнца на расстояниях, где водяной лед едва начинает сублимироваться», – сказал Болин.
Вода остается замороженной на комете, пока не достигнет примерно 200 миллионов миль от Солнца, где тепло от солнечного света преобразует водяной лед в газ, который выходит из ядра в виде струй. Таким образом, активность сигнализирует о том, что хвост может быть не из воды.
Фактически, наблюдения Спитцера указали на присутствие монооксида углерода и углекислого газа, которые могли быть причиной образования хвоста и джетов, наблюдаемых на комете, вращающейся вокруг Юпитера. Этим летучим веществам не требуется много солнечного света, чтобы нагреть замороженную форму и превратить их в газ.
Как только комета вылетит с орбиты Юпитера и продолжит свое путешествие, она может снова встретиться с планетой-гигантом. «Короткопериодические кометы, такие как LD2, встретили свою судьбу, будучи брошенными на Солнце и полностью распавшимися, столкнувшись с планетой или снова рискнув слишком близко к Юпитеру и выброшенными за пределы Солнечной системы, что является обычной судьбой», – сказала Лиссе. "Моделирование показывает, что примерно через 500 000 лет с вероятностью 90% этот объект будет выброшен из Солнечной системы и станет межзвездной кометой."