Portal de cometas descoberto no sistema solar interno pode alterar o entendimento fundamental da evolução de cometas

Um artista fez uma imagem de como seria o Centaur SW1 como um cometa Jupiter-Family do sistema solar a uma distância de 0,2 UA (30 milhões de quilômetros, 19 milhões de milhas) da Terra. A Lua está na parte superior direita do quadro para escala. Crédito: Universidade do Arizona / Heather Roper.

Nossa compreensão dos cometas está ligada ao conhecimento da composição inicial do nosso sistema solar.

Um novo estudo liderado por um pesquisador da Universidade da Flórida Central pode alterar fundamentalmente nossa compreensão de como os cometas chegam da periferia do sistema solar e são canalizados para o sistema solar interno que se aproxima da Terra.

Em um estudo a ser publicado no The Astrophysical Journal Letters esta semana, o cientista Gal Sarid e seus co-autores descrevem a descoberta de um “orifício” orbital através do qual muitos cometas passam antes de se aproximarem do nosso sol. O portal foi descoberto como parte de uma simulação de centauros, pequenos corpos gelados viajando em órbitas caóticas entre Júpiter e Netuno. A equipe de estudo modelou a evolução dos corpos além da órbita de Netuno, através da região do planeta gigante e dentro da órbita de Júpiter. Esses corpos gelados são considerados restos quase intocados de material desde o nascimento de nosso sistema solar.

Durante muito tempo, o caminho dos cometas desde a sua localização original de formação em direção ao Sol foi debatido.

“Como os novos cometas, controlados pela influência de Júpiter, substituem os que estão perdidos? Onde está a transição entre residir no sistema solar externo, como pequenos corpos adormecidos, e tornar-se ativos no interior do sistema solar, exibindo um coma e cauda generalizados de gás e poeira? ”Pergunta Sarid, o principal cientista do estudo. Essas perguntas permaneceram um mistério até agora. “O que descobrimos, o modelo do gateway como um 'berço de cometas', mudará a maneira como pensamos sobre a história dos corpos gelados”, diz ele.

Pensa-se que os centauros se originem na região do Cinturão de Kuiper, além de Netuno, e são considerados a fonte dos cometas da família Júpiter, que ocupam o sistema solar interno. A natureza caótica das órbitas dos centauros obscurece seus caminhos exatos, dificultando a previsão de seu futuro como cometas. Quando corpos gelados como centauros ou cometas se aproximam do sol, eles começam a liberar gás e poeira para produzir a aparência nebulosa do coma e caudas estendidas que chamamos de cometas. Essa exibição está entre os fenômenos mais impressionantes observáveis ​​no céu noturno, mas também é um lampejo de beleza fugaz que é rapidamente seguido pela destruição do cometa ou sua evolução para um estado adormecido, diz Sarid.

O objetivo original da investigação era explorar a história de um centauro peculiar - 29P / Schwassmann-Wachmann 1 (SW1), um centauro de tamanho médio em uma órbita quase circular logo após Júpiter. O SW1 há muito intriga os astrônomos com sua alta atividade e frequentes explosões explosivas que ocorrem a uma distância do sol, onde o gelo não deve vaporizar efetivamente. Tanto sua órbita quanto sua atividade colocam o SW1 em um meio termo evolutivo entre os outros centauros e os cometas da família Júpiter. A equipe de pesquisa queria explorar se as circunstâncias do SW1 eram consistentes com a progressão orbital dos outros centauros, diz Sarid.

"Mais de um em cada cinco centauros que rastreamos foi encontrado em uma órbita semelhante à do SW1 em algum momento de sua vida", disse Maria Womack, cientista do Instituto Espacial da Flórida e coautora do estudo. “Em vez de ser um outlier peculiar, o SW1 é um centauro pego no ato de evoluir dinamicamente para um JFC.” Além da natureza comum da órbita do SW1, as simulações levam a uma descoberta ainda mais surpreendente, diz Womack.

Os cientistas Gal Sarid e Maria Womack discutem cometas no Instituto Espacial da Flórida.

“Os centauros que passam por essa região são a fonte de mais de dois terços de todos os JFCs, tornando esse o principal gateway através do qual esses cometas são produzidos”, diz Womack. A região Gateway não mantém objetos residentes por muito tempo, com a maioria dos centauros se tornando JFCs dentro de alguns milhares de anos. Essa é uma parte curta da vida útil de qualquer objeto do sistema solar, que pode durar milhões e, às vezes, bilhões de anos.

A presença do portal fornece um meio muito procurado de identificar os centauros em uma trajetória iminente em direção ao sistema solar interno. Atualmente, o SW1 é o maior e mais ativo dos poucos objetos descobertos nessa região de gateway, o que o torna um “principal candidato a avançar nosso conhecimento das transições orbitais e físicas que moldam a população de cometas que vemos hoje”, diz Sarid.

Nossa compreensão dos cometas está intimamente ligada ao conhecimento da composição inicial do sistema solar e à evolução das condições para que as atmosferas e a vida surjam, disseram os pesquisadores.

Os outros co-autores do estudo são: Kathryn Volk (Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona), Jordan Steckloff (Instituto de Ciência Planetária e Universidade do Texas em Austin), Walter Harris (Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona), e Laura Woodney (Universidade Estadual da Califórnia em San Bernardino). Este trabalho é financiado em parte por doações da National Science Foundation e da NASA.

Fonte - University Of Central Florida