Comet laver et pitstop nær Jupiters asteroider

Efter at have rejst adskillige milliarder miles mod Solen, en egensindig ung kometlignende genstand, der kredser blandt de gigantiske planeter, har fundet en midlertidig parkeringsplads undervejs. Objektet har slået sig ned i nærheden af ​​en familie af fangede gamle asteroider, kaldet trojanske heste, der kredser om Solen sammen med Jupiter. Det er første gang, et kometlignende objekt er blevet opdaget nær den trojanske befolkning.

Den uventede besøgende tilhører en klasse af iskolde kroppe fundet i rummet mellem Jupiter og Neptun. Kaldet "Centaurs, "de bliver aktive for første gang, når de opvarmes, når de nærmer sig solen, og dynamisk overgang til at blive mere kometagtig.

Snapshots af synligt lys fra NASAs Hubble-rumteleskop afslører, at vagabondobjektet viser tegn på kometaktivitet, såsom en hale, udgasning i form af jetfly, og et indhyllende koma af støv og gas. Tidligere observationer fra NASAs Spitzer-rumteleskop gav fingerpeg om sammensætningen af ​​det kometlignende objekt og de gasser, der driver dets aktivitet.

"Kun Hubble kunne detektere aktive kometlignende træk så langt væk med så høje detaljer, og billederne viser tydeligt disse funktioner, såsom omkring 400, 000 kilometer lang bred hale og højopløselige funktioner nær kernen på grund af koma og jetfly, " sagde ledende Hubble-forsker Bryce Bolin fra Caltech i Pasadena, Californien.

Beskriver Kentaurens fangst som en sjælden begivenhed, Bolin tilføjede, "Den besøgende skulle være kommet ind i Jupiters kredsløb i den helt rigtige bane for at have denne form for konfiguration, der giver den udseende af at dele sin bane med planeten. Vi undersøger, hvordan den blev fanget af Jupiter og landede blandt Trojanske heste. Men vi tror, ​​det kan hænge sammen med, at den havde et lidt tæt møde med Jupiter."

Holdets papir udkommer den 11. februar, 2021 udgave af Det astronomiske tidsskrift .

Forskerholdets computersimuleringer viser, at det iskolde objekt, kaldet P/2019 LD2 (LD2), sandsynligvis svinget tæt på Jupiter for omkring to år siden. Planeten kastede derefter gravitationsmæssigt den egensindige besøgende til den trojanske asteroidegruppes co-orbitale placering, førende Jupiter med omkring 437 millioner miles.

Bucket Brigade

Det nomadiske objekt blev opdaget i begyndelsen af ​​juni 2019 af University of Hawaiis Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) teleskoper placeret på de uddøde vulkaner, en på Mauna Kea og en på Haleakala. Den japanske amatørastronom Seiichi Yoshida tippede Hubble-holdet til mulig kometaktivitet. Astronomerne scannede derefter arkivdata fra Zwicky Transient Facility, en bred feltundersøgelse udført ved Palomar Observatory i Californien, og indså, at objektet tydeligt var aktivt på billeder fra april 2019.

De fulgte op med observationer fra Apache Point Observatory i New Mexico, hvilket også antydede aktiviteten. Holdet observerede kometen ved hjælp af Spitzer få dage før observatoriets pensionering i januar 2020, og identificerede gas og støv omkring kometkernen. Disse observationer overbeviste holdet om at bruge Hubble til at se nærmere. Hjælpet af Hubbles skarpe syn, forskerne identificerede halen, komastruktur og størrelsen af ​​støvpartiklerne og deres udstødningshastighed. Disse billeder hjalp dem med at bekræfte, at funktionerne skyldes relativt ny kometlignende aktivitet.

Selvom LD2s placering er overraskende, Bolin spekulerer på, om dette pitstop kunne være et almindeligt udtræk for nogle solgående kometer. "Dette kunne være en del af vejen fra vores solsystem gennem Jupiter-trojanerne til det indre solsystem, " han sagde.

Den uventede gæst vil sandsynligvis ikke blive blandt asteroiderne ret længe. Computersimuleringer viser, at den vil have endnu et tæt møde med Jupiter om yderligere to år. Den heftige planet vil starte kometen fra systemet, og det vil fortsætte sin rejse til det indre solsystem.

"Det fede er, at du faktisk fanger Jupiter, der kaster dette objekt rundt og ændrer dets orbitale adfærd og bringer det ind i det indre system, " sagde teammedlem Carey Lisse fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland. "Jupiter styrer, hvad der sker med kometer, når de kommer ind i det indre system ved at ændre deres baner."

Den iskolde indgriber er højst sandsynligt et af de seneste medlemmer af den såkaldte "spandbrigade" af kometer, der bliver smidt ud af sit iskolde hjem i Kuiperbæltet og ind i den gigantiske planetregion gennem interaktioner med et andet Kuiperbæltobjekt. Beliggende ud over Neptuns bane, Kuiperbæltet er en oase af is, rester fra vores planeters konstruktion for 4,6 milliarder år siden, indeholdende millioner af genstande, og lejlighedsvis har disse objekter næsten-ulykker eller kollisioner, der drastisk ændrer deres kredsløb fra Kuiperbæltet og ind i det gigantiske planetområde.

Spandbrigaden af ​​iskolde relikvier udholder en ujævn tur under deres rejse mod solen. De hopper gravitationsmæssigt fra den ene ydre planet til den næste i et spil med himmelsk flipperspil, før de når det indre solsystem, varmer op, når de kommer tættere på Solen. Forskerne siger, at objekterne bruger lige så meget eller endnu mere tid omkring de gigantiske planeter, tyngdekraften trækker på dem - omkring 5 millioner år - end de krydser ind i det indre system, hvor vi lever.

"Indre system, 'kortperiode' kometer går i stykker omkring en gang i århundredet, Lisse forklarede. for at opretholde antallet af lokale kometer, vi ser i dag, vi tror, ​​at spandbrigaden skal levere en ny kortperiodekomet cirka en gang hvert 100. år."

En tidlig blomstrende

At se udgasningsaktivitet på en komet 465 millioner miles væk fra Solen (hvor intensiteten af ​​sollys er 1/25 af så stærk som på Jorden) overraskede forskerne. "Vi var fascineret af at se, at kometen lige var begyndt at blive aktiv for første gang så langt væk fra Solen på afstande, hvor vandis næsten ikke begynder at sublimere, sagde Bolin.

Vand forbliver frosset på en komet, indtil det når omkring 200 millioner miles fra Solen, hvor varme fra sollys omdanner vandis til gas, der slipper ud fra kernen i form af jetfly. Så aktiviteten signalerer, at halen måske ikke er lavet af vand. Faktisk, observationer fra Spitzer indikerede tilstedeværelsen af ​​kulilte og kuldioxidgas, som kunne være drivkraften bag skabelsen af ​​halen og jetfly set på den Jupiter-kredsende komet. Disse flygtige stoffer behøver ikke meget sollys for at opvarme deres frosne form og omdanne dem til gas.

Når først kometen bliver smidt ud af Jupiters bane og fortsætter sin rejse, det kan møde den gigantiske planet igen. "Kortperiodekometer som LD2 møder deres skæbne ved at blive smidt ind i Solen og gå i opløsning, at ramme en planet, eller vovede sig for tæt på Jupiter igen og blive smidt ud af solsystemet, hvilket er den sædvanlige skæbne, " sagde Lisse. "Simuleringer viser, at i omkring 500, 000 år, der er 90 % sandsynlighed for, at dette objekt vil blive slynget ud af solsystemet og blive en interstellar komet."