Zentauren erhalten kometenähnliche Eigenschaften durch enge Begegnungen mit Jupiter und Saturn

Eine schnelle Umgestaltung der Umlaufbahnen infolge einer engen Begegnung mit Jupiter oder Saturn kann dazu führen, dass Zentauren kometenähnliche Aktivitäten zeigen, so Eva Lilly, leitende Wissenschaftlerin am Planetary Science Institute.

Zentauren sind kleine Körper, die in ihrer Größe Asteroiden ähneln, in ihrer Zusammensetzung jedoch Kometen ähneln und im äußeren Sonnensystem um die Sonne kreisen, hauptsächlich zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Neptun.

„Wir haben einige Antworten auf das seit langem bestehende Rätsel gefunden, warum einige Zentauren wie Kometen aktiv wurden, während der Rest wie normale, ruhige Asteroiden erschien. Niemand wusste, warum sie sich so verhielten. Es ergab keinen Sinn.“

„Es gab keinen Zusammenhang mit Größe, Farbe oder sogar den Arten der Umlaufbahnen“, sagte Lilly, Hauptautorin von „Halbgroße Achsensprünge als Aktivitätsauslöser bei Zentauren und Kometen der Jupiter-Familie im hohen Perihel„, das in der erscheint Astrophysikalische Tagebuchbriefe. Die PSI-Wissenschaftler Kat Volk, Jordan Steckloff und Henry Hsieh sind Co-Autoren.

„In unserer Arbeit haben wir die dynamische Geschichte aller bekannten Zentauren, sowohl der aktiven als auch der inaktiven, untersucht und unsere Ergebnisse mit thermischen Modellen gekoppelt. Wir waren daran interessiert, ein für aktive Zentauren gemeinsames Muster zu finden, das den inaktiven Körpern in der Population fehlte.“ „Die dynamische Geschichte der Zentauren zu kartieren ist eine knifflige Aufgabe – sie kreisen im Reich von Riesenplaneten und ihre Umlaufbahnentwicklung wird durch den chaotischen Einfluss der Anziehungskraft des Riesen bestimmt“, sagte Lilly.

„Wir haben einen numerischen Integrator verwendet – einen Code, der vorhersagen kann, wie sich die Umlaufbahn eines Himmelskörpers entwickelt, aber für Zentauren kann dies nur für einen kurzen Zeitraum bekannt sein – typischerweise mehrere hundert Jahre, danach macht das Chaos die Vorhersagen ungenau.“ Wir haben herausgefunden, dass alle aktiven Zentauren eine enge Begegnung mit Jupiter oder Saturn hatten und dass diese Begegnung eine große Umlaufbahnveränderung verursachte, die wir „A-Sprung“ nennen.

„Bei dem A-Sprung handelt es sich größtenteils um eine Verkleinerung der großen Halbachse der Umlaufbahn des Zentauren, während diese gleichzeitig von einer elliptischen zu einer kreisförmigeren und niedrigeren Perihelumlaufbahn umgestaltet wird. Diese Änderung erfolgt sehr schnell – in der Größenordnung von mehreren Monaten, und.“ „Die große Halbachse kann um mehrere astronomische Einheiten abnehmen“, sagte Lilly.

„Der A-Sprung bringt die betroffenen Zentauren dann effektiv in Umlaufbahnen, wo sich ihre Oberflächen länger erwärmen können, und auf diese Weise kann die Wärmewelle das Eis im Inneren erreichen, das dann sublimiert und die Zentauren effektiv aktiv macht. Zentauren.“ sind von Natur aus eisig; sie stammen aus dem Kuipergürtel kleiner Körper jenseits von Neptun, verbringen aber den größten Teil ihrer dynamischen Lebensdauer in fernen Regionen des Sonnensystems, wo die Umgebung zu kalt ist, als dass Wasser und anderes Eis sublimieren könnten.

„Sie werden praktisch in einem Gefrierschrank aufbewahrt“, sagte Lilly. „A-Sprünge bringen einige von ihnen einfach schnell näher an die Sonne heran, wo es warm genug ist, dass das Eis Phasenübergänge wie Sublimation durchlaufen und Centaur in einen Kometen verwandeln kann. Unser thermisches Modell bestätigt dies. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass jeder Centaur vorbeikommt.“ Die Natur hat die Fähigkeit, aktiv zu werden, aber alles hängt davon ab, wie sich ihre Umlaufbahn entwickelt.“

Aktivität wurde nur bei etwa 10 % der Zentauren beobachtet, und es war bisher nicht klar, warum. Alle Kometen der Jupiter-Familie sind periodisch aktiv und verhalten sich größtenteils wie normale Kometen.

„Wir vermuten, dass die A-Sprünge daher ein wichtiger Auslöser der Kometenaktivität auf Zentauren und JFCs sein könnten. Unsere Ergebnisse deuten darüber hinaus darauf hin, dass Analysen der jüngsten dynamischen Verläufe verwendet werden könnten, um Objekte zu identifizieren, die derzeit aktiv sind oder bald aktiv werden könnten.“ „Wo wir drei solcher Zentauren mit jüngsten Sprüngen identifiziert haben, die als Ziele mit hoher Priorität für die Beobachtungsüberwachung zur Suche nach Aktivität angesehen werden sollten“, sagte Lilly.