Een nieuwe studie onder leiding van een onderzoeker van de University of Central Florida kan ons begrip van hoe kometen vanuit de buitenwijken van het zonnestelsel aankomen en naar het binnenste zonnestelsel worden geleid dat dichter bij de aarde komt, fundamenteel veranderen.

In een studie die zal worden gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven deze week, wetenschapper Gal Sarid en co-auteurs beschrijven de ontdekking van een orbitale "poort" waardoor veel kometen passeren voordat ze onze zon naderen. De poort werd ontdekt als onderdeel van een simulatie van centauren, kleine ijzige lichamen die in chaotische banen tussen Jupiter en Neptunus reizen. Het onderzoeksteam modelleerde de evolutie van lichamen buiten de baan van Neptunus, door het gebied van de reuzenplaneet, en binnen de baan van Jupiter. Deze ijzige lichamen worden beschouwd als bijna ongerepte overblijfselen van materiaal uit de geboorte van ons zonnestelsel.

Voor een lange tijd, het pad van kometen van hun oorspronkelijke formatielocatie naar binnen in de richting van de zon is besproken.

"Hoe kunnen nieuwe kometen, gecontroleerd door de invloed van Jupiter, vervangen die verloren zijn gegaan? Waar is de overgang tussen wonen in het buitenste zonnestelsel, als kleine slapende lichamen, en actieve lichamen van het innerlijke zonnestelsel worden, vertoont een wijdverbreide gas- en stofcoma en staart?" vraagt ​​Sarid, de hoofdwetenschapper voor het onderzoek. Deze vragen bleven tot nu toe een mysterie. "Wat we ontdekten, het gateway-model als een 'wieg van kometen, ' zal de manier waarop we denken over de geschiedenis van ijzige lichamen veranderen, " hij zegt.

Men denkt dat Centauren afkomstig zijn uit de Kuipergordel voorbij Neptunus en worden beschouwd als de bron van Jupiter Family Comets, die het binnenste zonnestelsel bezetten. De chaotische aard van de banen van centauren verduistert hun exacte paden, waardoor het moeilijk is om hun toekomst als kometen te voorspellen. Wanneer ijzige lichamen zoals centauren of kometen de zon naderen, ze beginnen gas en stof af te geven om het vage uiterlijk van de coma en verlengde staarten te produceren die we kometen noemen. Dit scherm is een van de meest indrukwekkende fenomenen die aan de nachtelijke hemel waarneembaar zijn, maar het is ook een vluchtige flikkering van schoonheid die snel wordt gevolgd door ofwel de vernietiging van de komeet of zijn evolutie naar een slapende toestand, zegt Sarid.

Het oorspronkelijke doel van het onderzoek was om de geschiedenis van een eigenaardige centaur te onderzoeken – 29P/Schwassmann-Wachmann 1 (SW1), een middelgrote centaur in een bijna cirkelvormige baan net voorbij Jupiter. SW1 verbaast astronomen al lang met zijn hoge activiteit en frequente explosieve uitbarstingen die plaatsvinden op een afstand van de zon waar ijs niet effectief zou moeten verdampen. Zowel zijn baan als zijn activiteit plaatsen SW1 in een evolutionair midden tussen de andere centauren en de Jupiter-familiekometen. Het onderzoeksteam wilde onderzoeken of de omstandigheden van SW1 consistent waren met de baanprogressie van de andere centauren, zegt Sarid.

"Meer dan een op de vijf centauren die we volgden, kwam op een bepaald moment in hun leven in een baan die vergelijkbaar is met die van SW1. " zei Maria Womack, een wetenschapper van het Florida Space Institute en co-auteur van de studie. "In plaats van een eigenaardige uitbijter te zijn, SW1 is een centaur die betrapt wordt op het dynamisch evolueren naar een JFC." Naast het alledaagse karakter van de baan van SW1, de simulaties leiden tot een nog verrassendere ontdekking, zegt Womack.

"Centauren die door deze regio trekken, zijn de bron van meer dan twee derde van alle JFC's, waardoor dit de primaire toegangspoort is waardoor deze kometen worden geproduceerd, ", zegt Womack. De Gateway-regio bevat niet lang residente objecten, waarbij de meeste centauren binnen een paar duizend jaar JFC's worden. Dit is een kort deel van de levensduur van een object in het zonnestelsel, die miljoenen en soms miljarden jaren kunnen beslaan.

De aanwezigheid van de poort biedt een lang gezochte manier om de centauren te identificeren op een naderend traject naar het binnenste zonnestelsel. SW1 is momenteel de grootste en meest actieve van het handjevol objecten dat in dit gateway-gebied is ontdekt, wat het een "uitstekende kandidaat maakt om onze kennis van de orbitale en fysieke overgangen die de komeetpopulatie die we vandaag zien, vorm te geven, te vergroten, ' zegt Sarid.

Ons begrip van kometen is nauw verbonden met het kennen van de vroege samenstelling van ons zonnestelsel en de evolutie van de omstandigheden voor het ontstaan ​​van atmosferen en leven, aldus de onderzoekers.