Todo está tranquilo entre los Centauros recién estudiados

Los centauros no parecen más que puntos en movimiento en el cielo cuando se ven desde la Tierra. 
Estas imágenes están invertidas (los objetos brillantes aparecen en negro) para que sea más fácil ver los objetivos débiles.
Crédito: Lilly et al., 2021.

A menudo, el objeto más notorio, o al menos el más brillante, parece captar toda la atención. En un nuevo estudio dirigido por la Científica Investigadora del PSI (Planetary Science Institute) Eva Lilly, son los Centauros inactivos los que ocupan un lugar central e iluminan por qué otros Centauros pueden ser tan llamativos. Los Centauros son objetos helados que se encuentran entre las órbitas de Neptuno y Júpiter que en algunos casos muestran colas y chorros en forma de cometas. Esto sucede de alguna manera a pesar de estar ubicados donde hace demasiado frío para que ocurra este tipo de actividad debido a los procesos normales de sublimación impulsados ​​por el Sol. En cambio, los cambios en las órbitas de los objetos u otras interacciones pueden ser la fuerza que impulse a algunos Centauros a activarse como cometas. 

Este trabajo aparece en el Planetary Science Journal y se titula «No hay actividad entre 13 centauros descubiertos en la base de datos de detección Pan-STARRS1«. Además de Lilly, los investigadores del PSI, Henry Hsieh y Jordan Steckloff también colaboraron en este trabajo. 

Seleccionando los Centauros para el estudio

Al hacer esta investigación, Lilly y su equipo no buscaban Centauros inactivos. En cambio, los objetos se extrajeron de una lista de 29 Centauros descubiertos recientemente por el sondeo Pan-STARRS1, y las selecciones se basaron en la capacidad de observar a los centauros con el telescopio Gemini North en Hawai durante el tiempo planificado de observaciones, y si estarían cerca de su aproximación máxima al Sol en el momento de la observación. Debido a que estos criterios se basaban estrictamente en las posiciones de los objetos, esperaban que cualquier actividad que se debiera estrictamente a los efectos de calentamiento del Sol debería detectarse fácilmente. 

El cambio de estructura del hielo de agua producido por el acercamiento al Sol libera el gas atrapado en ella

Los Centauros activos están agrupados a una distancia de unas 14 unidades astronómicas del Sol, que está un poco más allá de Saturno. Una AU es la distancia media desde el centro del Sol hasta el centro de la Tierra. «Eso nos da una pista sobre lo que hace que los Centauros se enciendan», dijo Lilly. “Algunos modelos sugieren que los Centauros contienen hielo de agua amorfo, que es muy especial, porque no tiene una estructura cristalina como el hielo aquí en la Tierra, y su estructura le permite atrapar una gran cantidad de gas entre sus moléculas durante la formación del cuerpo. Cuando el cuerpo alcanza partes suficientemente calientes del Sistema Solar (alrededor de 14 AU), el hielo experimenta una rápida transición de fase de estructura amorfa a cristalina donde libera los gases atrapados».

Antes de este trabajo, muchos investigadores pensaban que la liberación de gases a medida que el agua cristaliza era un proceso exotérmico que liberaría la energía necesaria para activar a los Centauros. Este trabajo confirma datos de laboratorio alternativos que sugieren que el proceso de cristalización no libera calor. La actividad de los Centauros no se activa específicamente por este cambio de fase. En cambio, explica Lilly, “El gas que se escapa del hielo de agua amorfa acumula presión, lo que a su vez puede abrir agujeros o provocar deslizamientos de material que exponen otros hielos que se sublimarán y crearán un coma visible. Esta presión puede ser tan grande que podría expulsar rocas o trozos del Centauro, de manera similar a lo que se observó durante el estallido del Centauro Echeclus en 2005″

¿Cómo se activan los Centauros? : La evolución orbital es una pieza clave

Este trabajo sugiere que los deslizamientos de material y otros eventos dinámicos en la superficie desencadenados por la liberación de gas pueden, a su vez, desencadenar una actividad que se parece a un cometa pero que no es predecible como en los cometas, y puede ocurrir mucho después de que el Centauro haya pasado su perihelio, el punto más cercano al Sol. Al mismo tiempo, no todos los objetos de la región de los Centauros tendrán el tipo de órbita que permitiría que se iniciara la actividad. Basándose en su análisis de la evolución orbital de los Centauros, Lilly y su equipo sugieren que los cambios repentinos en la forma de la órbita, causados ​​por encuentros cercanos con los planetas gigantes, pueden reactivar la actividad en Centauros previamente inactivos. Incluso un desplazamiento hacia adentro de 0.5 AU podría causar suficiente onda térmica para desencadenar una cristalización adicional y, en última instancia, una acumulación explosiva de gas en el interior de un cometa. Por lo tanto, la evolución orbital es una pieza clave del rompecabezas para construir una imagen del ciclo de vida de un Centauro.

Los objetos de este estudio han tenido órbitas estables durante al menos los últimos diez mil años, y dinámicamente parecen haber sido estables durante mucho más tiempo. Puede ser que estuvieran activos en el pasado, después de llegar a sus ubicaciones actuales. También pueden volverse activos algún día cuando sus órbitas cambien una vez más. Los Centauros son objetos transitorios. Comienzan sus vidas como objetos del Cinturón de Kuiper o de la nube de Oort en el Sistema Solar exterior y, a través de una variedad de interacciones, son conducidos a órbitas más cercanas al Sol. Una vez ubicados entre Neptuno y Júpiter, sus días son limitados, y se cree que las interacciones con estos dos mundos gigantes arrojan a los Centauros al interior del Sistema Solar dentro de los 10 millones de años de su llegada. Cualquiera que sea el futuro de estos 13 Centauros, actualmente permanecen tranquilos,  y su silencio nos dice que la actividad de los Centauros es mucho más compleja que el simple calentamiento.

Este trabajo fue apoyado por la Subvención # 1910275 de la División de Ciencias Astronómicas de la Fundación Nacional de Ciencias.

Fuente: Planetary Science Institute (PSI).

Artículo original: All is Quiet Among Newly Studied Centaurs‘. Sept. 15, 2021.

Material relacionado

Sobre el estallido del Centauro Echeclus

El objeto separado, grande y difuso, está centrado en la posición de las 2 en punto con respecto al núcleo de 60558 Echeclus. La imagen es un negativo, con las áreas más oscuras que representan los objetos más brillantes.
Crédito Imagen: Universidad de Oklahoma.

Algo sustancial se ha desprendido de un objeto helado de 50 kilómetros más allá de la órbita de Saturno, dejando a los astrónomos desconcertados tratando de averiguar por qué.

Se ha visto a los cometas romperse antes, pero solo después de calentarse al pasar cerca del Sol o una perturbación gravitacional después de un encuentro cercano con un planeta.

Sin embargo, a 1.900 millones de kilómetros, este objeto está muy lejos del Sol. Otra característica misteriosa es que se está escapando mucho más gas y polvo del fragmento desprendido que del cuerpo original. La desintegración ha creado una nube de polvo de más de 100.000 km de diámetro y que es varias veces más brillante que el objeto original antes del evento.

Por primera vez, los astrónomos vieron una roca espacial que se convertía en un cometa.

Las rocas espaciales llamadas Centauros podrían algún día convertirse en cometas brillantes, como el que se muestra en la ilustración de este artista. Los astrónomos han detectado un centauro que se espera que se convierta en cometa en unas cuatro décadas.
Crédito: Heather Roper / Univ. de Arizona.

Al igual que las míticas criaturas mitad humano, mitad caballo, los Centauros en el Sistema Solar son híbridos entre asteroides y cometas. Ahora, los astrónomos han detectado una transformación de un tipo de roca espacial a otro. Esto podría dar a los científicos una oportunidad sin precedentes de observar cómo se forma un cometa en tiempo real en las próximas décadas.

El objeto, llamado P / 2019 LD2, fue descubierto por el telescopio ATLAS en Hawai en Mayo. Su órbita sugiere que es un Centauro, una clase de objetos rocosos y helados con órbitas inestables. Debido a esa composición mixta y al potencial para moverse por el Sistema Solar, los astrónomos han tenido una sospecha durante mucho tiempo. Es, que los Centauros son un eslabón perdido entre dos grupos de objetos: los pequeños cuerpos helados en el Cinturón de Kuiper y los cometas que visitan regularmente el Sistema Solar Interior. El siguiente artículo lo presenta y contiene recursos sobre el tema:

Cometa hace una parada en boxes cerca de los asteroides de Júpiter.

Los astrónomos encontraron un cometa errante haciendo una parada de descanso antes de posiblemente continuar su viaje. El objeto caprichoso hizo una parada temporal cerca del gigante Júpiter. El visitante helado tiene mucha compañía. Se ha asentado cerca de la familia de asteroides capturados conocidos como troyanos que co-orbitan el Sol junto a Júpiter. Esta es la primera vez que se detecta un objeto parecido a un cometa cerca de la población de asteroides troyanos. Las observaciones del telescopio espacial Hubble revelan que el vagabundo muestra signos de transición de un cuerpo gélido parecido a un asteroide a un cometa activo. De él brota una larga cola, liberando chorros de material y envolviéndose en un coma de polvo y gas.
Créditos: NASA, ESA y B. Bolin (Caltech).

Un objeto joven y rebelde parecido a un cometa que orbita entre los planetas gigantes ha encontrado un lugar de estacionamiento temporal en el camino. Ha viajado varios miles de millones de kilómetros hacia el Sol. El objeto se ha asentado cerca de una familia de antiguos asteroides capturados, llamados troyanos, que orbitan alrededor del Sol junto a Júpiter. Esta es la primera vez que se detecta un objeto parecido a un cometa cerca de la población de troyanos.

Curiosidades

Intrusos entre los Centauros

Ilustración de la órbita de un asteroide Centauro hace 4.500 millones de años, en relación con el disco protoplanetario. El asteroide orbita alrededor del Sol lejos del disco en un plano perpendicular a él.
Crédito: NASA.

El Sistema Solar ha estado aquí por mucho tiempo. Entonces, cuando ‘Oumuamua fue visto en 2017, fue casi un certificado de muerte, que no fue el único objeto del espacio interestelar que nos visitó durante esos 4.57 mil millones de años de historia. Luego, el cometa 2I / Borisov apareció el año pasado. Eso básicamente lo aseguró.

¿Pero dónde están el resto de nuestros visitantes interestelares? Probablemente encontraremos algunos más volando desde la naturaleza en los próximos años. Y, según una nueva investigación, unos cuantos asteroides interestelares han estado «colgados» aquí en el Sistema Solar durante mucho tiempo.

Según cómo se mueven alrededor del Sol, un equipo de investigadores ha identificado 19 asteroides que creen que fueron capturados de otra estrella, cuando el Sistema Solar tenía solo unos pocos millones de años.

La publicación a continuación lo aborda.

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