Объекты, похожие на астероиды, все еще могут стать активными по множеству причин. Эти объекты известны как Кентавры и могут иметь пятна активности и образовывать хвосты. Фото: Памела Л. Гей/PSI.
Согласно статье старшего научного сотрудника Института планетарных наук Евы Лилли, быстрое изменение орбит в результате близкого столкновения с Юпитером или Сатурном может привести к тому, что кентавры проявят кометную активность.
Кентавры — небольшие тела, по размеру похожие на астероиды, но по составу — на кометы, которые вращаются вокруг Солнца во внешней Солнечной системе, преимущественно между орбитами Юпитера и Нептуна.
«Мы нашли ответы на давнюю загадку: почему некоторые кентавры стали активными, как кометы, а остальные выглядят как обычные тихие астероиды. Никто не знал, почему они вели себя таким образом. Это не имело никакого смысла.
Не было никакой корреляции с размером, цветом или даже типами орбит», — сказал Лилли, ведущий автор книги «Скачки по полубольшой оси как триггер активности у кентавров и комет семейства Юпитера с высоким перигелием», опубликованной в Astrophysical Journal Letters. Соавторы — ученые PSI Кэт Волк, Джордан Стеклофф и Генри Шей.
«В нашей работе мы изучили динамическую историю всех известных кентавров, как активных, так и неактивных, и объединили наши результаты с тепловым моделированием. Мы были заинтересованы в обнаружении какой-то закономерности, общей для активных кентавров, которой не хватало неактивным телам в популяции. Картирование динамической истории кентавров — непростая задача: они вращаются вокруг планет-гигантов, и их орбитальная эволюция управляется хаотичным влиянием гравитационного притяжения гиганта», — сказала Лилли.
«Мы использовали числовой интегратор — код, который может предсказать, как будет развиваться орбита небесного тела, но для Кентавров это может быть известно только в течение короткого периода времени — обычно несколько сотен лет, после чего хаос делает предсказания неточными. Мы обнаружили, что все активные кентавры подверглись близкому столкновению либо с Юпитером, либо с Сатурном, и что это столкновение вызвало большое изменение орбиты, которое мы называем «прыжком».
«А-скачок — это в основном уменьшение большой полуоси орбиты Кентавра и в то же время изменение ее формы с эллиптической орбиты на более круглую и с более низким перигелием. Это изменение происходит очень быстро — порядка нескольких месяцев, и Большая полуось может уменьшиться на несколько астрономических единиц», — сказал Лилли.
«Затем А-прыжок эффективно помещает затронутых Кентавров на орбиты, где их поверхности могут нагреваться в течение более длительного времени, и таким образом тепловая волна может достичь льда внутри, который затем сублимирует и эффективно сделает Кентавр активным. Кентавры ледяные по своей природе; они возникают в поясе Койпера малых тел за пределами Нептуна, но проводят большую часть своей динамической жизни в дальних регионах Солнечной системы, где окружающая среда слишком холодна для сублимации воды и других льдов».
«Они фактически хранятся в морозильной камере», — сказала Лилли. «А-прыжки просто быстро перемещают некоторые из них ближе к Солнцу, где достаточно тепло, чтобы лед претерпел фазовые переходы, такие как сублимация, и превратил Кентавр в комету. Наша тепловая модель подтверждает это. Наши результаты показывают, что каждый Кентавр природа обладает способностью проявлять активность, но все зависит от того, как будет развиваться ее орбита».
Активность наблюдалась лишь примерно у 10% кентавров, и до сих пор неясно, почему. Все кометы семейства Юпитера периодически активны и по большей части ведут себя как обычные кометы.
«Поэтому мы предполагаем, что а-прыжки могут стать основным триггером кометной активности на Кентаврах и JFC. Наши результаты также подразумевают, что анализ недавних динамических историй может быть использован для идентификации объектов, которые активны в настоящее время или могут стать активными в ближайшее время». где мы идентифицировали трех таких кентавров с недавними а-прыжками, которые следует рассматривать как высокоприоритетные цели для наблюдательного мониторинга с целью поиска активности», — сказал Лилли.
Информация от: Институтом планетарных наук.
