Ondeugende kleine kometen

//

Ze hield ervan de planeten te laten staren, en wenste geen betere vrolijkheid

Dan alleen maar om de telescopen vanaf de aarde op haar gericht te zien – “A Naughty Little Comet”, Ella Wheeler Wilcox

Er zijn bepaalde kleine objecten die speels ronddartelen in de familie van onze zon die hardnekkig weigeren gemakkelijk te worden gecategoriseerd. Main Belt Comets (MBC’s) zijn zulke objecten! Ze zijn een onlangs erkende nieuwe groep, die ronddraait in ons zonnestelsel binnen de Belangrijkste asteroïdengordel, dat ligt tussen de banen van Mars en Jupiter. MBC’s zijn vreemde en verwarrende kleine wereldjes die zowel de fysieke kenmerken van kometen als de orbitale kenmerken van asteroïden vertonen. Omdat ze kenmerken hebben van twee verschillende groepen bewoners van het zonnestelsel, is hun oorsprong enigszins moeilijk te bepalen. Sommige astronomen suggereren nu dat de leden van deze vreemde familie de verbrijzelde fragmenten van groter zijn Hoofdband asteroïden die werden vernietigd in catastrofale botsingen met andere asteroïden.

Kometen zijn kleine, ijzige lichamen die een lange, verraderlijke reis door het zonnestelsel maken in lange elliptische banen. Ze staan ​​bekend om hun gloeiende, geselende staarten die naar buiten stromen wanneer ze voldoende dicht bij de zon reizen. Dit komt doordat de hitte en de zonnewind hun krachten bundelen om het oppervlak van hun bevroren kernen te smelten.

Kometen en asteroïden zijn de overblijfselen van een groot aantal tuimelende lichamen die bestonden toen ons zonnestelsel nog heel jong was. Ons zonnestelsel werd ongeveer 4,6 miljard jaar geleden geboren met de ineenstorting van een relatief kleine, dichte zak ingebed in een gigantische donkere, koude moleculaire wolk. Het leeuwendeel van de instortende zak stolde in het midden en vloog uiteindelijk in brand door kernfusie, waardoor onze ster, de zon, werd geboren. De resterende massa werd afgeplat en werd wat wordt genoemd een protoplanetaire aanwasschijf waaruit de acht grote planeten, hun talrijke betoverende manen, kometen, asteroïden en andere kleine objecten in het zonnestelsel, zijn ontstaan.

Protoplanetaire aanwasschijven zijn waargenomen rond talrijke sterren die in jeugdige sterrenhopen woonden. Ze ontwikkelen zich op hetzelfde moment dat een babyster wordt geboren, maar de vroegste stadia zijn niet te zien omdat ze worden versluierd door een ondoorzichtige omhulling van stof en gas. De accretieschijf materiaal aan de hongerige babyster voert, of protoster, en het is zowel erg heet als extreem enorm. Deze schijven kunnen ongeveer 10 miljoen jaar rond hun jeugdige sterren hangen.

Tegen de tijd dat de jonge ster bereikt wat wordt genoemd T Tauri stadium, is de voedende schijf zowel slanker als veel koeler geworden. EEN T Tauri star is een heel jonge stuiterende baby van een energetische veranderlijke ster die minder dan 10 miljoen jaar oud is. Zulke sterren hebben een massa die vergelijkbaar is met, of misschien iets minder, dan die van onze zon, die een relatief kleine ster is. T Tauri sterren hebben diameters die meerdere keren groter zijn dan die van onze zon, maar ze zijn nog steeds aan het krimpen. Babyzonachtige sterren worden kleiner naarmate ze ouder worden. Tegen de tijd dat de jonge ster dit stadium heeft bereikt, beginnen minder vluchtige materialen te condenseren nabij het midden van de accretieschijf, het vormen van zeer, zeer plakkerige stofdeeltjes die zo fijn zijn dat ze meer op rook lijken dan op het huisstof dat moet worden weggeveegd. Deze plakkerige, rookachtige korrels van zeer fijn stof bevatten kristallijne silicaten.

De zeer fijne deeltjes rookachtig stof kleven aan elkaar en vormen steeds grotere en grotere objecten in de dichtheid schijf omgeving waarin ze wonen. De kleine stofdeeltjes vormen objecten met een afmeting van enkele centimeters, en deze aggregeren gaan verder om aanleiding te geven tot planetesimalen. Planetesimalen zijn de bouwstenen van planeten, en ze kunnen een afmeting van 1 kilometer in doorsnee bereiken – of groter. Planetesimalen zijn buitengewoon overvloedig, en verspreid over de protoplanetaire aanwasschijf– en sommige overleven lang genoeg om miljarden jaren na de vorming van het volwassen planetaire stelsel als relikwieën te blijven. Asteroïden, zoals degenen die hun eigen zonnestelsel bewonen, zijn overgebleven rotsachtig planetesimalenKometen, aan de andere kant, zijn relikwie ijzig planetesimalen van de buitengrenzen van ons zonnestelsel. De asteroïden zijn de overgebleven bouwstenen van de rotsachtige binnenplaneten – Mercurius, Venus, onze aarde en Mars. De kometen zijn de overgebleven bouwstenen van de buitenste gas- en ijsreuzenplaneten – Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.

De asteroïden zijn voornamelijk te vinden in de Belangrijkste asteroïdengordel, hoewel er verschillende, verschillende populaties van deze rotsachtige objecten zijn die daarbuiten leven Riem, ook. Kometen zijn kwetsbare en kortstondige lichamen, soms afwijzend “vuile sneeuwballen” of “ijzige modderballen” genoemd, afhankelijk van het standpunt van de waarnemer. Het zijn vreemde, mooie reizigers van ver.

Het ijzige, vuile kometen schiet het binnenste, warme deel van het zonnestelsel binnen vanuit twee donkere en bevroren domeinen in de buitenste grenzen. De eerste heet de Kuipergordel​ De Kuipergordel draait rond onze ster buiten de baan van Neptunus – de verste van de acht grote planeten van de zon. Het tweede domein van kometen is het Oort Cloud, dat is een enorme bol van ijzige objecten waarvan wordt gedacht dat het ons hele zonnestelsel omcirkelt.

Elke keer een omzwerving komeet maakt zijn gevaarlijke reis naar het binnenste zonnestelsel, het verliest een beetje van zijn massa door middel van sublimatie van zijn oppervlakte-ijs en gas – het ijskernoppervlak verandert in gas en creëert een wolk genaamd a coma​ Zonnestraling dwingt stofdeeltjes weg van de coma, en dit vormt de beroemde stoffige geselende, flitsende staarten van kometen.

Rotsachtig, metaalachtig asteroïden in de Hoofdband normaal gesproken niet vertonen dit soort komeet-achtig gedrag. Asteroïden in de Hoofdband mogen zich niet ontwikkelen comae of flitsende, geselende staarten. Toch is de nieuw erkende klasse van Main Belt Comets precies dit soort gedrag vertonen, terwijl ze in een baan om de zon draaien op een manier die kenmerkend is voor asteroïden–niet kometen!

Ondeugende kleine kometen

MBC’s zijn buitengewoon verwarrend. Ze zien eruit als kometen met hun staarten en comae, maar ze draaien rond in banen binnen die van de planeet Jupiter – net als asteroïden!

De eerste van deze raadselachtige groep die werd ontdekt, was een asteroïde 1979 OW7, die werd herontdekt en hernoemd 1996 N2, en vervolgens door Dr. Erik Elst en Dr. Guido Pizarro in 1996 als een komeet aangewezen. komeet aanwijzing als 133P / Elst-Pizarro. Jarenlang was het een probleem om de aard van dit raadselachtige kleine object te bepalen. Het was oorspronkelijk bedacht als het tragische resultaat van een botsing tussen twee asteroïden. Echter, 133P gesublimeerd en ontwikkelde een staart, net als een komeet op drie opeenvolgende perihelium passages, en dit vertroebelde de kwestie. De perihelium van een object verwijst naar dat punt in zijn baan wanneer het zich het dichtst bij de zon bevindt – zijn aphelion is wanneer het het verst weg is. Dit gedrag gaf destijds de verbijsterde astronomen aan dat het asteroïde-inslagmodel onwaarschijnlijk was.

Enkele van de momenteel bekende MBC’s, in aanvulling op 133P, zijn 176P / LINEAR, 238P /LezenP2008 R1GarraddP / 2010 R2 (La Sagra)P / 2010 A2 (LINEAIR)596 Scheila, 300163, en P / 2012 F5 (Gibbs). Sommige astronomen suggereren nu dat deze objecten inderdaad de overblijfselen zijn van grotere lichamen die bij recente botsingen in stukken zijn gebroken, en dat ze het ijs van hun ouder-asteroïde hebben geërfd, waardoor ze komeet-achtig gedrag Om deze theorie geloofwaardiger te maken, was het echter noodzakelijk om eerst te bepalen of de MBC’s zijn leden van een aparte familie van asteroïden – groepen asteroïden met vergelijkbare orbitale kenmerken, zoals orbitale inclinatie en excentriciteit. Men neemt aan dat de leden van een bepaalde asteroïdenfamilie allemaal brokken zijn die van een grotere asteroïde zijn afgeschoten die bij een botsing verpulverd is.

De Servische astronoom Dr. Bojan Novakovic, van de afdeling Astronomie van de Universiteit van Belgrado, onderzoekt momenteel de mysterieuze oorsprong van MBC’s, samen met collega’s Dr. Henry Hsieh en Dr. Alberto Cellino. Het team van astronomen concentreerde zich op één primair voorbeeld: de P / 2006 VW 139 MBC, en hun doel was om te zien of het kon worden toegewezen aan een familie van asteroïden. P / 2006 VW 139 was oorspronkelijk geclassificeerd als een asteroïde, maar werd uiteindelijk opnieuw geclassificeerd als een MBC in 2011, toen astronomen op Hawaï ontdekten dat het een staart had.

Dr. Novakovic begon zijn studie aan de AstDys-database, dat is een catalogus van 398.841 asteroïden. Er zijn minder dan een dozijn geverifieerde voorbeelden van MBC’s, en daarom was het niet bepaald gemakkelijk werk om andere leden van deze familie van asteroïden te vinden tussen honderdduizenden potentiële kandidaten. Het team van astronomen gebruikte wat wordt genoemd hiërarchische clustering methode en de cut-off afstand parameter om zich een weg te banen door de kandidaten. Ze hebben de mogelijkheden met succes teruggebracht tot slechts 24 asteroïden. De volgende stap was het bepalen van de baankenmerken van deze 24 asteroïden. Voor deze taak gebruikte Dr. Novakovic een wiskundig model genaamd achterwaartse integratie, “die kan worden gebruikt om echte familieleden te onderscheiden van indringers”, zei hij in de 7 november 2012 International Science Grid This Week (isgtw).

Om de orbitale kenmerken van kandidaat-familieleden te onderzoeken, moest Dr. Novakovic een groot aantal berekeningen doornemen die “computationeel duur waren en maanden zouden duren om op een typische pc te worden uitgevoerd”, voegde hij eraan toe. Uiteindelijk waren Dr. Novakovic en zijn collega’s in staat om de P / 2006 VW139 familie tot slechts 11 leden.

De meest waardevolle conclusie van de studie van Dr. Novakovic, die werd gepubliceerd in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society, is dat P / 2006 VW139 en zijn 11 broers en zussen maken deel uit van een jeugdige asteroïdenfamilie die waarschijnlijk ongeveer 7,5 miljoen jaar geleden werd geboren. ​[Asteroid] gezinnen worden als jong beschouwd als ze minder dan ongeveer 10 miljoen jaar oud zijn, “vervolgde dr. Novakovic. Dit geeft aan dat ongeveer 7,5 miljoen jaar geleden een grote asteroïde tegen een andere asteroïde botste en in 11 kleinere stukken uiteenviel –P / 2006 VW139 en zijn 10 zussen.

P / 2006 VW139 werd een MBC omdat het het diep begraven ijs van zijn catastrofaal verpulverde ouderplanoïde heeft geërfd. Dit ijs verdampte uiteindelijk en produceerde een dreunende staart die kenmerkend is voor kometen. “Het feit dat ijs nog steeds dicht bij het oppervlak van P / 2006 VW 139 betekent dat het oppervlak relatief jong is, “merkte Dr. Novakovic op in de 7 november 2012 isgtw. Dit betekent dat P / 2006 VW 139 en zijn 10 zussen werden geboren lang na de Main Asteroid Belt.

Deze bevinding is belangrijk omdat het de theorie ondersteunt MBC’s worden geboren in asteroïde-smash-ups binnen de Belangrijkste asteroïdengordel, en niet op een andere manier.