science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Alles is stil onder nieuw bestudeerde Centauren

Centauren zien er vanaf de aarde uit als niets meer dan bewegende stippen in de lucht. Deze afbeeldingen zijn omgekeerd - heldere objecten lijken zwart - om het gemakkelijker te maken om vage doelen te zien. Krediet:Lilly et al.

Vaak, het piepende wiel, of in ieder geval het meest glanzende object, lijkt alle aandacht te krijgen. In een nieuwe studie onder leiding van PSI Research Scientist Eva Lilly, het zijn de inactieve Centauren die centraal staan ​​en duidelijk maken waarom andere Centauren zo flitsend kunnen zijn. Centauren zijn ijzige objecten tussen de banen van Neptunus en Jupiter die in sommige gevallen komeetachtige staarten en stralen vertonen. Dit gebeurt op de een of andere manier ondanks dat het zich op een plaats bevindt waar het te koud is om dit soort activiteit te laten plaatsvinden als gevolg van normale door zonne-energie aangedreven sublimatieprocessen. In plaats daarvan, veranderingen in de banen van objecten of andere interacties kunnen de kracht zijn die sommige Centaurs ertoe aanzet actief te worden zoals kometen.

Dit werk verschijnt in het Planetary Science Journal, en is getiteld "Geen activiteit onder 13 Centaurs ontdekt in de Pan-STARRS1-detectiedatabase." Naast Lilly, PSI-onderzoekers Henry Hsieh en Jordan Steckloff werkten ook mee aan dit werk.

Bij het doen van dit onderzoek, Lilly en haar team waren niet op zoek naar inactieve Centauren. In plaats daarvan, objecten werden getrokken uit een lijst van 29 Centauren die recentelijk zijn ontdekt in de Pan-STARRS1-enquête, en selecties waren gebaseerd op het vermogen om de Centauren te observeren met de Gemini North-telescoop in Hawaï tijdens de geplande observatietijd, en of ze rond het tijdstip van waarneming in de buurt van hun dichtste nadering van de zon zouden zijn. Omdat deze criteria strikt waren gebaseerd op objectposities, ze verwachtten dat elke activiteit die uitsluitend te wijten is aan de opwarmingseffecten van de zon gemakkelijk zou kunnen worden gedetecteerd.

Actieve Centauren zijn geclusterd binnen een afstand van ongeveer 14 astronomische eenheden van de zon, die een beetje voorbij Saturnus is. Een AU is de afstand van het middelpunt van de zon tot het middelpunt van de aarde. "Dat geeft ons een hint over wat Centaurs aanzet, "Zei Lilly. "Sommige modellen suggereren dat Centauren amorf waterijs bevatten, wat heel bijzonder is, omdat het geen kristallijne structuur heeft zoals het ijs hier op aarde, en door zijn structuur kan het een grote hoeveelheid gas tussen zijn moleculen opsluiten tijdens de vorming van het lichaam. Wanneer het lichaam voldoende warme delen van het zonnestelsel bereikt (ongeveer 14 AU), het ijs ondergaat een snelle faseovergang van amorfe naar kristallijne structuur waar het de ingesloten gassen vrijgeeft."

Voorafgaand aan dit werk, veel onderzoekers dachten dat het vrijkomen van gassen als water kristalliseert een exotherm proces was dat de energie zou vrijgeven die nodig is om Centauren actief te maken. Dit werk bevestigt alternatieve laboratoriumgegevens die suggereren dat het kristallisatieproces geen warmte afgeeft. Centaur-activiteit wordt niet specifiek geactiveerd door deze faseverandering. In plaats daarvan, Lilly legt uit, "Het ontsnappende gas uit het amorfe waterijs bouwt druk op, die op hun beurt zinkgaten kunnen openen of aardverschuivingen kunnen veroorzaken die ander ijs blootleggen dat zal sublimeren en een zichtbaar coma zal veroorzaken. Deze druk kan zo groot zijn dat het keien of brokken van de Centaur kan uitwerpen, vergelijkbaar met wat werd waargenomen tijdens de uitbarsting van Centaur Echeclus in 2005."

Dit werk suggereert dat aardverschuivingen en andere dynamische oppervlaktegebeurtenissen veroorzaakt door het vrijkomen van gas op hun beurt activiteit kunnen veroorzaken die op een komeet lijkt, maar niet voorspelbaar is zoals bij kometen. en kan plaatsvinden lang nadat de Centaur zijn perihelium heeft gepasseerd - het punt dat het dichtst bij de zon ligt. Tegelijkertijd, niet elk object in het Centaur-gebied zal het soort baan hebben waardoor de activiteit kan beginnen. Op basis van hun analyse van de orbitale evolutie van Centaur, Lilly en haar team suggereren dat plotselinge veranderingen in de vorm van de baan, veroorzaakt door nauwe ontmoetingen met reuzenplaneten, kan de activiteit starten op voorheen rustige Centaurs. Zelfs een binnenwaartse verschuiving van 0,5 AU zou voldoende thermische golf kunnen veroorzaken om extra kristallisatie en uiteindelijk explosieve gasophoping in het binnenste van een komeet te veroorzaken. Daarom is de orbitale evolutie een belangrijk puzzelstukje bij het maken van een beeld van de levenscyclus van een centaur.

De objecten in deze studie hebben de afgelopen tienduizend jaar een vaste baan gehad, en dynamisch veel langer stabiel lijken te zijn. Het kan zijn dat ze in het verleden actief waren, na aankomst op hun huidige locaties. Ze kunnen ook op een dag actief worden wanneer hun banen opnieuw worden veranderd. Centauren zijn vergankelijke objecten; ze beginnen hun leven als objecten in de Kuipergordel of Oortwolk in het buitenste zonnestelsel, en door een verscheidenheid aan interacties in banen dichter bij de zon worden gedreven. Ooit gelegen tussen Neptunus en Jupiter, hun dagen zijn beperkt, en er wordt aangenomen dat interacties met deze twee gigantische werelden Centauren binnen 10 miljoen jaar na hun aankomst in het binnenste zonnestelsel werpen. Wat de toekomst van deze 13 Centauren ook mag zijn, ze zijn momenteel stil, en hun stilte vertelt ons dat de activiteit van Centaur veel complexer is dan simpele verwarming.