Astronomii au observat cum un corp mic, îngheţat, denumit „centaur”, care orbitează Soarele dincolo de orbita lui Jupiter, se transformă într-o cometă, relatează Agerpres. A fost pentru prima dată când oamenii de știință au fost martori la o astfel de transformare, care le-a oferit informații prețioase despre materialul relativ primitiv din Sistemul Solar exterior.
Informațiile apar într-un studiu acceptat pentru publicare în Planetary Science Journal şi care este disponibil în prezent în arhiva pre-print arXiv, potrivit Space.com.
Obiectul a fost denumit 450P/LONEOS şi a fost descoperit de Observatorul Lowell în 2004. Este un centaur, o specie de corp inactiv care orbitează Soarele între Jupiter şi Neptun. Se crede că aceste obiecte au pătruns din Centura Kuiper dincolo de Pluto, traiectoriile lor fiind probabil perturbate de interacţiuni gravitaţionale îndepărtate cu planetele gigante gazoase sau chiar de un impuls din partea unei stele aflate în trecere.
Atunci când orbita unui centaur intersectează orbita uneia dintre marile planete ale Sistemului Solar, Jupiter, Saturn, Uranus sau Neptun, orbita sa devine instabilă pentru milioane de ani. Prin urmare, planetele gigante le pot împinge şi mai aproape de Soare sau le pot elimina complet din Sistemul Solar.
De mult timp se bănuieşte că cele împinse mai aproape de Soare se transformă în ceea ce se numesc comete din familia Jupiter, care sunt comete cu perioade orbitale în jurul Soarelui mai mici de 20 de ani şi care sunt influenţate de gravitaţia lui Jupiter.
Cum s-a transformat un centaur într-o cometă
Până în prezent, nimeni nu a văzut vreodată un centaur transformându-se într-o cometă din familia Jupiter. Perioada orbitală a lui 450P este în prezent de 22 de ani, deci nu este încă o cometă din familia Jupiter, dar astronomii conduşi de planetaristul Charles Schambeau de la Universitatea din Florida au observat debutul unui comportament asemănător cometelor în cazul acestui centaur.
În special, folosind telescopul Gemini North din Hawaii, au observat formarea unui nor de gaz şi praf numit comă în jurul nucleului solid al lui 450P, această comă intensificându-se în perioada 2019-2024, când 450P a ajuns la periheliu (cel mai apropiat punct de Soare al orbitei sale).
Dacă 450P îşi menţine acest comportament asemănător unei comete şi primeşte încă un impuls gravitaţional de la una dintre planetele gigantice, atunci ar putea deveni în sfârşit o cometă din familia lui Jupiter.
„Studierea obiectelor precum 450P ne ajută să conectăm diferite etape ale evoluţiei corpurilor mici”, a spus Schambeau într-un comunicat.
„Centaurii sunt probabil înrudiţi cu obiectele transneptuniene, iar unele vor deveni în cele din urmă comete de perioadă scurtă. Studiind activitatea lor, proprietăţile suprafeţei şi compoziţia volatilă (substanţe cu puncte de fierbere sau sublimare scăzute, cum ar fi apa şi dioxidul de carbon), putem afla cum se schimbă nucleele cometelor pe măsură ce se deplasează spre interiorul Sistemului Solar, cât timp păstrează gheţurile primitive şi ce procese fizice transformă un corp îngheţat altfel liniştit într-o cometă activă”, a adăugat el.
Folosind Telescopul Spaţial James Webb (JWST), echipa lui Schambeau a analizat coma lui 450P, găsind dioxid de carbon gazos şi sugestii de particule de gheaţă cristalină şi praf.
Se crede că tranziţia sa de la un centaur la o cometă a rezultat din faptul că 450P a avut o întâlnire cu o planetă gigantică. Reconstituind orbita sa dinaintea descoperirii sale din 2004, astronomii au ajuns la concluzia că 450P se afla la 4,6 milioane de kilometri de Saturn în 1992. Aceasta este o distanţă destul de apropiată la scara Sistemului Solar.
Interacţiunea gravitaţională a obiectului cu planeta inelată a cauzat scurtarea semnificativă a orbitei sale, astfel încât periheliul său este acum la 5,4 unităţi astronomice (813 milioane km), ceea ce este doar puţin dincolo de orbita lui Jupiter, la 5,2 unităţi astronomice.
Ultimul său periheliu a fost în august 2024 şi, apropiindu-se de Soare, 450P a primit substanţial mai multă căldură decât în trecut.
„Această radiaţie solară crescută poate încălzi suprafaţa şi straturile subterane ale nucleului. Pe măsură ce aceste straturi se încălzesc, se pot elibera gazele prinse sau gheaţa volatilă, care pot împinge praful departe de suprafaţă şi pot produce o comă”, a spus Schambeau.
Semnificaţia descoperirii de către JWST a dioxidului de carbon gazos în coma lui 450P, împreună cu absenţa completă a vaporilor de apă, ne spune că dioxidul de carbon este cel care determină activitatea de pe 450P.
„La distanţa obiectului 450P faţă de Soare, nucleul este prea rece pentru ca sublimarea normală a gheţii de apă să fie principala sursă de activitate, aşa că detectarea dioxidului de carbon ne oferă un indiciu important despre ce alimentează coma”, a spus Schambeau.
Deşi nu există vapori de apă, JWST a detectat indicii ale unor particule solide de gheaţă de apă cristalină.
„Posibila gheaţă de apă cristalină este, de asemenea, interesantă deoarece sugerează că o parte din gheaţa din comă a suferit încălzire sau procesare fizică, în loc să rămână complet neschimbată de la formare”, a spus Schambeau.
Pe corpurile cometare neatinse şi pe obiectele din Centura Kuiper, gheaţa se află de obicei într-o stare amorfă, ceea ce înseamnă că moleculele de apă îngheţate nu sunt structurate sau aranjate într-un anumit fel, conferind gheţii o compoziţie poroasă ce îi permite să capteze buzunare de gaz.
Pe măsură ce 450P se apropie de Soare, căldura suplimentară pe care o primeşte face ca gheaţa amorfă să se transforme în gheaţă cristalină, cu o structură mai regulată. În timpul transformării, gazele scapă, purtând cu ele particule de praf şi gheaţă de la suprafaţă. Prin urmare, prezenţa cristalelor de gheaţă ne spune că 450P este în proces de modificare termică faţă de starea sa originală, pe care a primit-o probabil încă de la naşterea Sistemului Solar, acum 4,5 miliarde de ani.
Doar o fracţiune foarte mică de Centauri au prezentat vreodată semne de activitate, ceea ce face ca periheliul recent al lui 450P să fie unul foarte important de studiat, deoarece este un exemplu rar de etapă timpurie în tranziţia unui centaur într-o cometă.
„Centaurii sunt importanţi din punct de vedere ştiinţific deoarece se crede că sunt obiecte de tranziţie care îşi au originea mai departe în Sistemul Solar şi evoluează lent spre a deveni comete din familia Jupiter. În acest sens, ne oferă o modalitate de a studia materialul relativ primitiv din Sistemul Solar exterior în timp ce acesta începe să reacţioneze la o încălzire solară mai puternică”, a spus Schambeau.
