Diep in het zonnestelsel, tussen Jupiter en Neptunus, op de loer liggen duizenden kleine brokken ijs en steen. Zo nu en dan, een van hen zal in de baan van Jupiter botsen, vast komen te zitten en in het binnenste zonnestelsel geslingerd worden - in de richting van de zon, en wij.

Men denkt dat dit de bron is van veel van de kometen die uiteindelijk de aarde passeren. Een nieuwe studie legt de dynamiek van dit weinig begrepen systeem uit. Een van de bevindingen:het zou mogelijk zijn voor een ruimtevaartuig om naar Jupiter te vliegen, wacht in de baan van Jupiter tot een van deze objecten wordt gevangen in de zwaartekracht van de planeet, en lift mee met het object om te zien hoe het in realtime een komeet wordt.

"Dit zou een geweldige kans zijn om een ​​ongerepte komeet voor het eerst te zien 'aanzetten', " zei Darryl Seligman, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Chicago en corresponderende auteur van het artikel, die wordt geaccepteerd om Het planetaire wetenschappelijke tijdschrift . "Het zou een schat aan informatie opleveren over hoe kometen bewegen en waarom, hoe het zonnestelsel is ontstaan, en zelfs hoe aardachtige planeten worden gevormd."

Mede dankzij de ontdekkingen van verschillende grote asteroïdengordels, wetenschappers hebben de afgelopen 50 jaar hun theorieën over het ontstaan ​​van ons zonnestelsel herzien. In plaats van grote planeten die stilletjes op hun plaats evolueren, ze stellen zich nu een systeem voor dat veel dynamischer en onstabieler was - stukken ijs en steen die verspreid en tegen elkaar aan botsten, opnieuw vormen en bewegen binnen het zonnestelsel.

Veel van deze objecten vloeiden uiteindelijk samen in de acht grote planeten, maar andere blijven los en verspreid in verschillende gebieden van de ruimte. "Deze kleine lichamen laten je zien dat het zonnestelsel eigenlijk deze zeer dynamische en bijna levende plaats is die constant in beweging is, ' zei Seligman.

Wetenschappers zijn zeer bekend met de asteroïdengordel bij Mars, evenals de grotere voorbij Neptunus, de Kuipergordel. Maar tussen Jupiter en Neptunus, daar schuilt een ander, minder bekende populatie van objecten die de centauren worden genoemd (genoemd naar de mythische hybride wezens vanwege hun classificatie halverwege tussen asteroïden en kometen).

Zo nu en dan, deze centauren zullen in het binnenste zonnestelsel worden gezogen en kometen worden. "Deze objecten zijn erg oud, met ijs uit de begintijd van het zonnestelsel dat nooit is gesmolten, " zei Seligman. "Als een object dichter bij de zon komt, het ijs sublimeert en produceert deze prachtige lange staarten.

"Daarom zijn kometen niet alleen interessant omdat ze mooi zijn, ze geven je ook een manier om de chemische samenstelling van dingen uit het verre zonnestelsel te onderzoeken."

In dit onderzoek, wetenschappers onderzochten de centaurpopulatie en de mechanismen waarmee deze objecten af ​​en toe kometen worden die op weg zijn naar de zon. Ze schatten dat ongeveer de helft van de centauren die in kometen zijn veranderd, in het binnenste zonnestelsel worden geduwd door interactie met zowel de banen van Jupiter als Saturnus. De andere helft komt te dicht bij Jupiter, dan vast komen te zitten in zijn baan en naar het centrum van het zonnestelsel geslingerd.

Het laatste mechanisme suggereerde een perfecte manier om deze toekomstige kometen beter te bekijken:ruimteagentschappen, zeiden de wetenschappers, zou een ruimtevaartuig naar Jupiter kunnen sturen en het in een baan om de aarde laten zitten totdat een centaur in de baan van Jupiter botst. Dan kan het ruimtevaartuig een ritje maken langs de centaur terwijl het naar de zon gaat, het nemen van metingen helemaal als het verandert in een komeet.

Dit is een mooi maar destructief proces:de prachtige staart van een komeet ontstaat wanneer het ijs ervan afbrandt als de temperatuur stijgt. Het ijs in kometen bestaat uit verschillende soorten moleculen en gassen, die elk op verschillende punten op weg naar de zon beginnen te branden. Door metingen van die staart te nemen, een ruimtevaartuig kon leren waaruit de komeet bestond. "Je zou kunnen uitzoeken waar typisch komeetijs aanslaat, en ook wat de gedetailleerde interne structuur is van wat een komeet is, waarvan je heel weinig hoop hebt te ontdekken met telescopen op de grond, ' zei Seligman.

In de tussentijd, het oppervlak van de komeet barst uit als het opwarmt, het creëren van pokdalingen en kraters. "Dit alles in kaart brengen zou je helpen de dynamiek van het zonnestelsel te begrijpen, wat belangrijk is voor zaken als begrijpen hoe aardachtige planeten in zonnestelsels kunnen worden gevormd, " hij zei.

Hoewel het idee ingewikkeld klinkt, NASA en andere ruimteagentschappen hebben al de technologie om het voor elkaar te krijgen, zeiden de wetenschappers. Ruimtevaartuigen gaan routinematig naar het buitenste zonnestelsel; NASA's Juno-missie, momenteel wilde foto's van Jupiter maken, duurde slechts ongeveer vijf jaar om daar te komen. Andere recente missies laten ook zien dat het mogelijk is om objecten te bezoeken, zelfs als ze bewegen:OSIRIS-REx bezocht een asteroïde op 200 miljoen mijl afstand, en het Japanse ruimtevaartuig Hayabusa 2 bracht een handvol stenen terug van een andere asteroïde.

Er is zelfs een mogelijk doelwit:anderhalf jaar geleden, wetenschappers ontdekten dat een van de centauren, genaamd LD2, zal waarschijnlijk rond het jaar 2063 in de baan van Jupiter worden gezogen. En naarmate telescopen krachtiger worden, wetenschappers kunnen binnenkort nog veel meer van deze objecten ontdekken, Seligman zei:"Het is heel goed mogelijk dat er in de komende 40 jaar 10 extra doelen zijn, die allemaal bereikbaar zouden zijn met een ruimtevaartuig dat bij Jupiter geparkeerd staat."

Bovendien, Seligman zei, "We hebben records van kometen die duizenden jaren oud zijn; hoe cool zou het zijn om te zien hoe dat van dichtbij gebeurt?"