Кредит: Pixabay/CC0 Общественное достояние
Согласно исследованию Мичиганского университета, до 60% околоземных объектов могут быть темными кометами — загадочными астероидами, вращающимися вокруг Солнца в нашей Солнечной системе, которые, вероятно, содержат или ранее содержали лед и могли быть одним из маршрутов доставки воды на Землю.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что астероиды в поясе астероидов, регионе Солнечной системы, расположенном примерно между Юпитером и Марсом и содержащем большую часть каменистых астероидов системы, имеют подповерхностный лед. По словам Астера Тейлора, аспиранта астрономии Мичиганского университета и ведущего автора исследования, это предположение существовало еще с 1980-х годов.
Исследование также показывает потенциальный путь доставки льда в околоземную солнечную систему, по словам Тейлора. Как Земля получила свою воду — давний вопрос.
«Мы не знаем, доставили ли эти темные кометы воду на Землю. Мы не можем этого сказать. Но мы можем сказать, что все еще ведутся споры о том, как именно вода Земли попала сюда», — сказал Тейлор. «Проделанная нами работа показала, что это еще один путь получения льда откуда-то из остальной части Солнечной системы в окружающую среду Земли».
Исследование также предполагает, что один крупный объект может быть из комет семейства Юпитера, комет, чьи орбиты проходят близко к планете Юпитер. Результаты команды опубликованы в журнале Icarus.
Темные кометы — это своего рода загадка, поскольку они сочетают в себе характеристики как астероидов, так и комет. Астероиды — это каменистые тела безо льда, которые вращаются по орбите ближе к солнцу, как правило, в пределах так называемой ледяной линии. Это означает, что они находятся достаточно близко к солнцу, чтобы любой лед, который мог переносить астероид, сублимировался или превратился из твердого льда прямо в газ.
Кометы — это ледяные тела, которые демонстрируют размытую кому, облако, которое часто окружает комету. Сублимирующийся лед несет с собой пыль, создавая облако. Кроме того, кометы обычно имеют небольшие ускорения, вызванные не гравитацией, а сублимацией льда, называемые негравитационными ускорениями.
Исследование рассмотрело семь темных комет и подсчитало, что от 0,5 до 60% всех околоземных объектов могут быть темными кометами, у которых нет ком, но есть негравитационные ускорения. Исследователи также предполагают, что эти темные кометы, вероятно, происходят из пояса астероидов, и поскольку эти темные кометы имеют негравитационные ускорения, результаты исследования предполагают, что астероиды в поясе астероидов содержат лед.
«Мы думаем, что эти объекты пришли из внутреннего и/или внешнего главного пояса астероидов, и это подразумевает, что это еще один механизм попадания льда во внутреннюю часть Солнечной системы», — сказал Тейлор. «Во внутреннем главном поясе может быть больше льда, чем мы думали. Там может быть больше таких объектов. Это может быть значительная часть ближайшей популяции. Мы на самом деле не знаем, но у нас есть еще много вопросов из-за этих открытий».
В предыдущей работе группа исследователей, включая Тейлора, выявила негравитационные ускорения на ряде околоземных объектов, назвав их «темными кометами». Они определили, что негравитационные ускорения темных комет, вероятно, являются результатом небольших количеств сублимирующего льда.
В текущей работе Тейлор и их коллеги хотели выяснить, откуда взялись темные кометы.
«Околоземные объекты не остаются на своих нынешних орбитах очень долго, потому что околоземная среда хаотична», — говорят они. «Они остаются в околоземной среде только около 10 миллионов лет. Поскольку Солнечная система намного старше, это означает, что околоземные объекты откуда-то прилетают — что мы постоянно подпитываемся околоземными объектами из другого, гораздо более крупного источника».
Чтобы определить происхождение этой популяции темных комет, Тейлор и их соавторы создали динамические модели, которые приписывали негравитационные ускорения объектам из разных популяций. Затем они смоделировали путь, по которому эти объекты будут следовать с учетом приписанных негравитационных ускорений в течение периода в 100 000 лет.
Исследователи заметили, что многие из этих объектов оказались там, где сегодня находятся темные кометы, и обнаружили, что из всех потенциальных источников наиболее вероятным местом их происхождения является главный пояс астероидов.
Тейлор говорит, что одна из темных комет, называемая 2003 RM, которая проходит по эллиптической орбите вблизи Земли, затем направляется к Юпитеру и возвращается назад мимо Земли, следует по тому же пути, который можно было бы ожидать от кометы семейства Юпитера, то есть ее положение соответствует положению кометы, которая была вытолкнута внутрь своей орбиты.
Между тем, исследование показывает, что остальные темные кометы, вероятно, прибыли из внутренней полосы пояса астероидов. Поскольку темные кометы, вероятно, содержат лед, это показывает, что лед присутствует во внутреннем главном поясе.
Затем исследователи применили ранее предложенную теорию к своей популяции темных комет, чтобы определить, почему объекты такие маленькие и быстро вращаются. Кометы — это каменистые структуры, связанные вместе льдом — представьте себе грязный кубик льда, говорит Тейлор. Как только они сталкиваются с ледяной линией Солнечной системы, этот лед начинает выделять газ. Это вызывает ускорение объекта, но также может заставить объект вращаться довольно быстро — достаточно быстро, чтобы объект распался.
«Эти куски также будут покрыты льдом, поэтому они также будут вращаться все быстрее и быстрее, пока не распадутся на большее количество кусков», — сказал Тейлор. «Вы можете просто продолжать делать это, становясь все меньше и меньше и меньше. Мы предлагаем, чтобы получить эти маленькие, быстро вращающиеся объекты, взять несколько более крупных объектов и разбить их на куски».
По мере того как это происходит, объекты продолжают терять лед, становятся еще меньше и вращаются еще быстрее.
Исследователи полагают, что, хотя более крупная темная комета 2003 RM, вероятно, была более крупным объектом, выброшенным из внешнего главного пояса астероидов, шесть других объектов, которые они исследовали, вероятно, прибыли из внутреннего главного пояса и были созданы объектом, который был выброшен внутрь, а затем распался.
Информация от: Мичиганским университетом
