For at se en komet form, et rumfartøj kunne tage med på en rejse mod solen

Dybt inde i solsystemet, mellem Jupiter og Neptun, lurer tusindvis af små bidder af is og sten. Lejlighedsvis, en af ​​dem vil støde ind i Jupiters bane, blive fanget og slynget ind i det indre solsystem - mod solen, og os.

Dette menes at være kilden til mange af de kometer, der til sidst passerer Jorden. En ny undersøgelse redegør for dynamikken i dette lidet forståede system. Blandt resultaterne:det ville være muligt for et rumfartøj at flyve til Jupiter, vent i Jupiters kredsløb, indtil et af disse objekter bliver fanget i planetens tyngdekraftbrønd, og tag en tur med objektet for at se det blive en komet i realtid.

"Dette ville være en fantastisk mulighed for at se en uberørt komet 'tænde' for første gang, " sagde Darryl Seligman, en postdoc forsker ved University of Chicago og tilsvarende forfatter til papiret, som er accepteret The Planetary Science Journal . "Det ville give en skatkammer af information om, hvordan kometer bevæger sig og hvorfor, hvordan solsystemet opstod, og endda hvordan jordlignende planeter dannes."

Til dels takket være opdagelser af adskillige store asteroidebælter, videnskabsmænd gennem de sidste 50 år har fornyet deres teorier om, hvordan vores solsystem opstod. I stedet for at store planeter stille og roligt udvikler sig på plads, de forestiller sig nu et system, der var meget mere dynamisk og ustabilt - stykker af is og sten spredt og smadre ind i hinanden, gendannes og bevæger sig rundt i solsystemet.

Mange af disse objekter smeltede til sidst sammen til de otte store planeter, men andre forbliver løse og spredte i flere områder af rummet. "Disse mindre kroppe viser dig, at solsystemet faktisk er dette meget dynamiske og næsten levende sted, der konstant er i en tilstand af forandring, " sagde Seligman.

Forskere er meget fortrolige med asteroidebæltet nær Mars, samt den større ude forbi Neptun kaldet Kuiperbæltet. Men mellem Jupiter og Neptun, der lurer en anden, mindre kendt population af objekter kaldet kentaurerne (opkaldt efter de mytiske hybridvæsner på grund af deres klassificering halvvejs mellem asteroider og kometer).

Lejlighedsvis, disse kentaurer vil blive suget ind i det indre solsystem og blive til kometer. "Disse genstande er meget gamle, indeholdende is fra solsystemets tidlige dage, som aldrig er blevet smeltet, " sagde Seligman. "Når en genstand kommer tættere på solen, isen sublimerer og producerer disse smukke lange haler.

"Derfor er kometer interessante, ikke kun fordi de er smukke; de ​​giver dig en måde at undersøge den kemiske sammensætning af ting fra det fjerne solsystem."

I dette studie, videnskabsmænd undersøgte kentaurpopulationen og de mekanismer, hvorved disse objekter lejlighedsvis bliver kometer på vej til solen. De anslår, at omkring halvdelen af ​​de kentaurer, der bliver vendt-kometer, skubbes ind i det indre solsystem ved at interagere med både Jupiter og Saturns baner. Den anden halvdel kommer for tæt på Jupiter, derefter blive fanget i dens kredsløb og slynget mod midten af ​​solsystemet.

Sidstnævnte mekanisme foreslog en perfekt måde at få et bedre kig på disse snart kommende kometer:Rumorganisationer, sagde forskerne, kunne sende et rumfartøj til Jupiter og få det til at sidde i kredsløb, indtil en kentaur støder ind i Jupiters kredsløb. Så kunne rumfartøjet tage en tur ved siden af ​​kentauren, når det går mod solen, tager mål hele vejen, mens den forvandles til en komet.

Dette er en smuk, men destruktiv proces:En komets smukke hale produceres, når dens is brænder af, når temperaturen stiger. Isen i kometer består af forskellige slags molekyler og gasser, som hver især begynder at brænde op på forskellige punkter undervejs til solen. Ved at tage målinger af den hale, et rumfartøj kunne lære, hvad kometen bestod af. "Du kunne finde ud af, hvor typiske kometis tænder, og også hvad den detaljerede indre struktur af, hvad en komet er, som du har meget lidt håb om at finde ud af fra jordbaserede teleskoper, " sagde Seligman.

I mellemtiden kometens overflade bryder ud, når den varmes op, skabe pockmarks og kratere. "At kortlægge alt dette vil hjælpe dig med at forstå dynamikken i solsystemet, hvilket er vigtigt for ting som at forstå, hvordan man danner jordlignende planeter i solsystemer, " han sagde.

Selvom ideen lyder kompliceret, NASA og andre rumbureauer har allerede teknologien til at klare det, sagde forskerne. Rumfartøjer går rutinemæssigt til det ydre solsystem; NASAs Juno-mission, tager lige nu vilde billeder af Jupiter, det tog kun omkring fem år at nå dertil. Andre nylige missioner viser også, at det er muligt at besøge objekter, selvom de bevæger sig:OSIRIS-REx besøgte en asteroide 200 millioner miles væk, og Japans Hayabusa 2 rumfartøj bragte en håndfuld sten tilbage fra en anden asteroide.

Der er endda et muligt mål:For halvandet år siden, videnskabsmænd opdagede, at en af ​​kentaurerne, kaldet LD2, vil sandsynligvis blive suget ind i Jupiters bane omkring år 2063. Og efterhånden som teleskoper bliver kraftigere, videnskabsmænd kan snart opdage mange flere af disse objekter, Seligman sagde:"Det er meget muligt, at der ville være 10 yderligere mål i de næste 40 år, hvilket som helst ville være muligt med et rumfartøj parkeret ved Jupiter."

I øvrigt, Seligman sagde, "Vi har registreringer af kometer, der går tusinder af år tilbage; hvor fedt ville det være at se, hvordan det sker tæt på?"