Un remodelage rapide des orbites résultant d’une rencontre rapprochée avec Jupiter ou Saturne peut amener les Centaures à présenter une activité semblable à celle d’une comète, selon un article d’Eva Lilly, scientifique principale du Planetary Science Institute.
Les centaures sont de petits corps semblables aux astéroïdes en taille mais aux comètes en composition qui tournent autour du soleil dans le système solaire externe, principalement entre les orbites de Jupiter et de Neptune.
« Nous avons trouvé des réponses au mystère de longue date de la raison pour laquelle certains Centaures sont devenus actifs comme des comètes tandis que les autres apparaissent comme de simples astéroïdes silencieux. Personne ne savait pourquoi ils se comportaient de cette façon. Cela n’avait aucun sens.
Il n’y avait aucune corrélation avec la taille, la couleur ou même les types d’orbites », a déclaré Lilly, auteur principal de « Les sauts d’axe semi-majeur comme déclencheur d’activité chez les centaures et les comètes de la famille Jupiter à haut périhélie » qui apparaît dans le Lettres de journaux astrophysiques. Les scientifiques du PSI Kat Volk, Jordan Steckloff et Henry Hsieh sont co-auteurs de l’ouvrage.
« Dans notre travail, nous avons étudié l’histoire dynamique de tous les centaures connus, actifs et inactifs, et avons couplé nos résultats avec une modélisation thermique. Nous souhaitions trouver une sorte de modèle commun aux centaures actifs qui manquait aux corps inactifs de la population. Cartographier l’histoire dynamique des Centaures est une tâche délicate : ils orbitent dans le royaume des planètes géantes, et leur évolution orbitale est régie par l’influence chaotique de l’attraction gravitationnelle du géant », a déclaré Lilly.
« Nous avons utilisé un intégrateur numérique, un code capable de prédire l’évolution de l’orbite d’un corps céleste, mais pour les Centaures, cela ne peut être connu que pendant une courte période de temps, généralement plusieurs centaines d’années, après quoi le chaos rend les prédictions inexactes. Nous avons découvert que tous les Centaures actifs ont subi une rencontre rapprochée avec Jupiter ou Saturne et que cette rencontre a provoqué un changement orbital important, que nous appelons le « saut en a ».
« Le saut en a est principalement une diminution du demi-grand axe de l’orbite du Centaure tout en le remodelant d’orbites elliptiques à des orbites plus circulaires et à périhélie inférieure. Ce changement est très rapide – de l’ordre de plusieurs mois, et le demi-grand axe peut diminuer de plusieurs unités astronomiques », a déclaré Lilly.
« Le saut en a place ensuite efficacement les Centaures affectés sur des orbites où leurs surfaces peuvent se réchauffer plus longtemps, et de cette façon, l’onde thermique peut atteindre les glaces à l’intérieur, qui sublimeront ensuite et rendront efficacement le Centaure actif. sont glacés par nature ; ils proviennent de la ceinture de Kuiper de petits corps au-delà de Neptune mais passent la majeure partie de leur vie dynamique dans les régions éloignées du système solaire où l’environnement est trop froid pour que l’eau et les autres glaces se subliment.
« Ils sont effectivement stockés dans un congélateur », a déclaré Lilly. « Les sauts A rapprochent simplement certains d’entre eux du soleil, où il fait suffisamment chaud pour que la glace subisse des transitions de phase telles que la sublimation et transforme le Centaure en comète. Notre modèle thermique le confirme. Nos résultats suggèrent que chaque Centaure par la nature a la capacité de devenir active, mais tout dépend de la façon dont son orbite évolue. »
Une activité a été observée chez seulement 10 % environ des Centaures, et la raison n’est pas claire jusqu’à présent. Toutes les comètes de la famille Jupiter sont périodiquement actives et se comportent pour la plupart comme des comètes ordinaires.
« Nous suggérons que les sauts A pourraient donc être un déclencheur majeur de l’activité cométaire sur les Centaures et les JFC. Nos résultats impliquent en outre que les analyses des histoires dynamiques récentes pourraient être utilisées pour identifier les objets qui sont actuellement actifs ou qui pourraient le devenir bientôt », où nous avons identifié trois de ces Centaures avec des sauts récents qui devraient être considérés comme des cibles hautement prioritaires pour la surveillance observationnelle afin de rechercher une activité », a déclaré Lilly.
Plus d’information:
Eva Lilly et al, Les sauts du demi-grand axe comme déclencheur d’activité chez les centaures et les comètes de la famille Jupiter au haut périhélie, Les lettres du journal astrophysique (2024). DOI : 10.3847/2041-8213/ad1606