Centauros (asteroides)

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Los centauros  son un grupo de asteroides ubicados entre las órbitas de Júpiter y Neptuno , de transición en propiedades entre los asteroides del cinturón principal y los objetos del cinturón de Kuiper (también similares en algunas propiedades a los cometas ). Tienen órbitas inestables, a veces muy alargadas, ya que cruzan las órbitas de uno o varios planetas gigantes a la vez. Como resultado, la vida dinámica de los centauros es de solo unos pocos millones de años, ya que los grandes planetas simplemente empujan estos objetos fuera de sus órbitas por la gravedad. Los objetos de este grupo reciben los nombres de centauros mitológicos , que son una mezcla de caballo y hombre. Se ha estimado que hay unos 44.000 centauros en el sistema solar con un diámetro superior a 1 km [1] .

El primer centauro (944) Hidalgo fue descubierto ya en 1920, sin embargo, a pesar de su órbita inusual, no fue identificado como un grupo separado de objetos hasta 1977, cuando el asteroide (2060) Quirón fue descubierto por Charles Koval con características orbitales similares . . El centauro más grande confirmado es (10199) Chariklo , cuyo diámetro es de unos 260 km. Pero su característica principal es el sistema de anillos , que es un fenómeno único para un asteroide. Además, el objeto perdido 1995 SN55 puede ser algo más grande.

Hasta el momento, ningún centauro ha sido fotografiado de cerca, a excepción de la luna Febe de Saturno , fotografiada en 2004 por Cassini-Huygens , que según algunas fuentes puede ser un ex centauro capturado por el planeta; así como algunos datos que se obtuvieron gracias al telescopio Hubble en la superficie del centauro (8405) Asbol .

De acuerdo con sus características físicas, los centauros representan una clase de transición de asteroides a cometas. Dado que su superficie es rica en volátiles, con un acercamiento suficiente al Sol, cualquier centauro comenzaría a mostrar actividad cometaria. A partir de 2017, se sabe que tres objetos tienen un coma cerca del perihelio : (2060) Chiron , (60558) Echekl y 166P/NEAT ; dos objetos más, (52872) Okiroya y (471512) 2012 CG, son sospechosos de tal actividad.

Clasificación

La definición clásica de centauro es que es un cuerpo pequeño que orbita alrededor del Sol entre las órbitas de Júpiter y Neptuno , mientras cruza las órbitas de uno o más de los planetas gigantes. Debido a la inestabilidad orbital a largo plazo inherente a esta región, incluso objetos como 2000 GM 137 y 2001 XZ 255 , que actualmente no cruzan la órbita de ningún planeta, siguen perteneciendo a este grupo, ya que las perturbaciones de los planetas gigantes siguen siendo conducirá inevitablemente al hecho de que estos objetos comenzarán a cruzar sus órbitas [1] .

Sin embargo, diferentes organizaciones tienen criterios ligeramente diferentes para clasificar objetos similares en función de sus elementos orbitales :

Brett Gladman y Brian Marsden en la colección "The Solar System Beyond Neptune" (2008) dan su clasificación, según la cual proponen considerar: centauros  - objetos con ejes semi-mayores entre las órbitas de Júpiter y Neptuno ( ) y el Tisserand parámetro (en relación con Júpiter); cometas de la familia de Júpiter  : objetos con un perihelio inferior a la mitad de la distancia entre Júpiter y Neptuno ( ) y un parámetro de Tisserand (relativo a Júpiter) para excluir los objetos del cinturón de Kuiper ; objetos del disco disperso  - cuerpos en órbitas inestables con un eje semi-mayor mayor que el de Neptuno ( ) [5] . Otros astrónomos prefieren definir a los centauros como objetos no resonantes con perihelio dentro de la órbita de Neptuno, que se puede demostrar que cruzan la esfera Hill de algún gigante gaseoso dentro de los próximos 10 millones de años [6] con una alta probabilidad , por lo que los centauros pueden ser considerados como objetos dispersos en la dirección interior del sistema solar que interactúan más fuertemente y se disipan más rápido que los objetos típicos del disco disperso.

En 2018 se descubrieron más de 400 centauros [7] , pero además de ellos hay 91 objetos transneptunianos (TNO) más con un semieje mayor más allá de la órbita de Neptuno ( ), pero con un perihelio más cercano que la órbita de Urano ( ) [8] . Aún no se ha tomado una decisión específica sobre la clasificación de los centauros, pero el comité de nomenclatura de la Unión Astronómica Internacional ha determinado las reglas de nomenclatura para tales objetos. Según ellos, los cuerpos con órbitas inestables y no resonantes, que cruzan las órbitas de los principales planetas, además de ser órbitas de transición TNO y cometas, deberían llevar el nombre de criaturas míticas asociadas con hombres lobo y personajes cercanos a ellos en significado. Hasta ahora, solo dos objetos ( (42355) Typhon y (65489) Keto ) han sido nombrados de acuerdo con esta regla [9] .

Debido a las diferencias en las clasificaciones de varias fuentes, algunos objetos pueden pertenecer a diferentes grupos. Tales objetos, por ejemplo, son el asteroide (944) Hidalgo , descubierto en 1920 y clasificado por el Jet Propulsion Laboratory como centauros; asteroide (44594) 1999 OX3 con semieje mayor de 32 UA e., pero cruzando las órbitas de Urano y Neptuno, fue asignado a los centauros exteriores , pero ya en el marco de la clasificación DES ; y de los interiores podemos mencionar (434620) 2005 VD , cuyo perihelio está muy cerca de la órbita de Júpiter.

Algunos centauros grandes con diámetros medidos ( (2060) Chiron , (54598) Bienor y (10199) Chariklo ), según el astrónomo estadounidense Michael Brown , merecen el estatus de candidatos a planetas enanos [10] .

Órbitas de centauros

Distribución de órbitas

El diagrama de la derecha ilustra las órbitas de los centauros conocidos en relación con las órbitas de los planetas (parte inferior de la figura). Un objeto se clasifica como centauro si se encuentra entre las órbitas de Júpiter y Neptuno. Para los objetos seleccionados, la excentricidad orbital está representada por líneas rojas, que muestran el rango de los centauros desde el Sol (desde el perihelio hasta el afelio).

Como se puede ver en el diagrama, los valores de elongación orbital (excentricidad) para diferentes centauros son muy diferentes: desde casi circular para (52872) Okiroi , (32532) Terei y (10199) Chariklo hasta fuertemente alargada para (5145) Fol , (7066) Ness , (8405) Asbol y (55576) Amik .

Para ilustrar la gama completa de parámetros orbitales de los centauros, las órbitas de los más inusuales se destacan en amarillo:

Cambio de órbitas

Dado que los centauros se mueven en las zonas de resonancias orbitales , sus órbitas son extremadamente inestables: el tiempo promedio que pasan en estas órbitas es de 1 a 10 millones de años [12] . Por ejemplo, el asteroide (8405) Asbol está en fuerte resonancia orbital con Urano 3:4 [1] . Los estudios de su dinámica orbital indican que es probable que las órbitas de los centauros se encuentren en un estado de transición intermedio entre las órbitas de los cometas de la familia de Júpiter y las órbitas de los objetos del cinturón de Kuiper. Los centauros pueden ser expulsados ​​de este último como resultado de perturbaciones gravitacionales y entrar en una órbita caótica que se cruza con las órbitas de uno o más planetas gigantes. Sin embargo, los parámetros de sus órbitas, debido a los constantes acercamientos adicionales a los grandes planetas, cambiarán continua y rápidamente. En el proceso de estos cambios, algunos centauros se desarrollarán hacia la intersección de la órbita de Júpiter, como resultado de lo cual su perihelio se desplazará hacia la parte interna del sistema solar y se moverán hacia un grupo de cometas activos de Júpiter. familia y eventualmente colisionar con el Sol o un planeta; otros simplemente serán arrojados al espacio interestelar oa la nube de Oort debido a un acercamiento demasiado cercano a uno de los planetas principales.

Características físicas

La gran lejanía y el tamaño relativamente pequeño de los centauros excluyen la posibilidad de un estudio detallado de su superficie, sin embargo, el estudio del índice de color y espectro del objeto puede brindar información sobre la composición de la superficie y el origen del centauro.

Color

Los colores de la superficie de los centauros son bastante diversos, pero no están relacionados de ninguna manera ni con la presencia de hielo de agua ni con los parámetros orbitales, lo que complica mucho la construcción de un modelo de la composición de la superficie de estos objetos [13] . El esquema de color de la derecha está construido sobre la base de indicadores de color , es decir, la relación de la magnitud aparente de los filtros de color azul y rojo. El gráfico ilustra estas diferencias en tonos exagerados para todos los centauros con valores de color conocidos. En el mismo diagrama, a modo de comparación, se muestran los colores de un lado de los satélites de Tritón y Febe , y del otro, el planeta Marte (dimensiones no a escala).

Por color, los centauros se dividen en dos clases bastante claras: rojizo (5145) Foul y azul grisáceo (2060) Quirón .

Hay muchas teorías que explican esta diferencia de color, pero todas se pueden dividir en dos grupos:

Ejemplos de la segunda categoría son el centauro (5145) Foul, cuyo color rojizo puede deberse al efecto de la radiación sobre los compuestos orgánicos más simples presentes en su superficie, y el centauro (2060) Quirón, que debido a la presencia de agua el hielo en su superficie muestra periódicamente signos de actividad cometaria, tiñendo la superficie de un color azul grisáceo. Sin embargo, no se encontró correlación entre la actividad y el color de los centauros, ya que entre los centauros activos hay objetos tanto de color azul grisáceo ((2060) Chiron) como rojo ( 166P/NEAT ) [14] . Por otro lado, el color del centauro (5145) Foul puede deberse al hecho de que recientemente abandonó el cinturón de Kuiper y, por lo tanto, su superficie simplemente no tuvo tiempo de transformarse bajo la influencia de las condiciones ambientales cambiantes.

Los expertos sugieren varias formas posibles de tales transformaciones: enrojecimiento como resultado de la radiación y enrojecimiento como resultado de colisiones y aplastamiento de rocas superficiales [15] [16] .

Espectro

Los espectros de los centauros a menudo se interpretan de manera ambigua debido al tamaño de las partículas en la superficie y otros factores. Como en el caso de los colores, los espectros observados pueden corresponder a varios modelos diferentes a la vez. Sin embargo, proporcionan información sobre la composición de la superficie.

Gracias a estudios espectrales, se encontraron rastros de hielo de agua en la composición de la superficie de muchos centauros (por ejemplo, centauros (2060) Chiron, (10199) Chariklo y (5145) Phol). Además del hielo de agua, se encontraron varios compuestos inusuales en la composición de estos cuerpos:

Quirón es un caso mucho más complicado. Los espectros observados cambian según el período de observación. Se registraron rastros de hielo de agua durante períodos de baja actividad cometaria, pero desaparecieron durante períodos de alta actividad [17] [18] [19] .

Similitud con los cometas

Las observaciones del centauro (2060) Chiron en 1988 y 1989 cerca de su perihelio mostraron la presencia de actividad cometaria en este cuerpo en forma de nubes de gas y polvo que se evaporan de su superficie. Por lo tanto, en este momento está clasificado oficialmente como asteroide y cometa, aunque es mucho más grande que un cometa en tamaño, y también tiene otras diferencias menores con los cometas. Posteriormente, se descubrieron dos centauros más con actividad cometaria: (60558) Echekl y 166P/NEAT . 166P/NEAT fue descubierto precisamente durante la manifestación de la actividad cometaria, por lo que inicialmente fue identificado como un cometa, y solo luego, durante el cálculo de su órbita, se encontró que corresponde a las órbitas de los centauros. (60558) Ehekl no mostró ninguna actividad cometaria en el momento del descubrimiento y se volvió activo solo después de un tiempo [21] .

Se detectó monóxido de carbono en Ehekla [22] y Chiron [23] en una cantidad muy pequeña, sin embargo, los cálculos mostraron que la intensidad de su evaporación es bastante consistente con el coma observado. Al mismo tiempo, a pesar de que el tamaño es mucho mayor que el de los cometas, la actividad cometaria total observada de Echekla y Chiron es mucho menor que la del cometa 29P/Schwassmann-Wachmann , que algunos astrónomos también suelen atribuir a los centauros.

En general, en el plan orbital, no hay una diferencia clara entre centauros y cometas. Así, los cometas 38P/Stefan-Oterma y 29P/Schwassmann-Wachmann, siendo esencialmente cometas clásicos, se mueven en órbitas típicas de centauro. Debido a esto, algunos astrónomos también los ubican en esta clase. El cometa 39P/Oterma estuvo activo hasta 1963, cuando fue sometido a una poderosa atracción gravitacional de Júpiter [24] . El cometa más bien débil Stefan-Oterma probablemente también dejaría de mostrar actividad cometaria si su perihelio se desplazara más allá de la órbita de Júpiter. El cometa 78P/Gerels , como resultado de las perturbaciones gravitatorias, migrará más allá de la órbita de Júpiter en 2200 y también dejará de mostrar actividad cometaria, convirtiéndose así en un centauro típico.

Teorías del origen

El estudio del desarrollo de las órbitas de los centauros ha dado lugar recientemente a una gran cantidad de descubrimientos inesperados, sin embargo, aún no es posible construir un modelo claro de su origen debido a los limitados datos sobre los parámetros físicos de estos cuerpos.

El modelado muestra que una de las principales fuentes de centauros es el cinturón de Kuiper, desde donde pueden ser expulsados ​​como resultado de perturbaciones gravitacionales. La parte interna del disco disperso también puede ser en algunos casos la fuente de este tipo de objetos, pero sus colores no encajan en el esquema bicolor de los centauros. Pero un esquema de color similar tiene plutino -cuerpos que están en resonancia orbital con Neptuno . Se supone que, debido a las perturbaciones gravitatorias de Plutón , no todos los plutinos pueden tener órbitas estables, sin embargo, varios puntos de esta suposición aún deben explicarse con más detalle [25] .

Los centauros más famosos

Nombre Diámetro ecuatorial, km Semieje mayor, a. mi. Perihelio, a. mi. Afelio, A. mi. abierto notas
(2060) Quirón 218 ± 20 13.710 8.449 18.891 1977 Posiblemente tiene anillos [26]
(5145) Falta (Pholus) 185±16 20.431 8.720 32.142 1992
(7066) Ness 60±16 24.558 11.786 37.330 1993
(8405) Asbol 66±4 17.942 6.834 29.049 1995
(10370) Hilonomas 70 25.132 18.915 31.349 1995
(10199) charikló 258,6 ± 10,3 15.87 13.08 18.66 1997 El centauro más grande. El 26 de marzo de 2014 se anunció el descubrimiento de dos anillos alrededor de Chariklo [27]
(54598) Estado 207 16.564 13.250 19.879 2000
(55576) Amik 100.9 25.157 15.198 35.116 2002

Notas

  1. ↑ 1 2 3 Horner, J.; Evans, noroeste; Bailey, ME Simulaciones de la población de centauros I: las estadísticas a granel   // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista. - Prensa de la Universidad de Oxford , 2004. - Vol. 354 , núm. 3 . - Pág. 798-810 . -doi : 10.1111 / j.1365-2966.2004.08240.x . - . -arXiv : astro - ph/0407400 .
  2. ↑ Planetas menores inusuales . Centro de Planetas Menores. Consultado el 25 de octubre de 2010. Archivado desde el original el 25 de enero de 2018.
  3. ↑ Clasificación de órbita (Centauro) . Dinámica del Sistema Solar JPL. Consultado el 13 de octubre de 2008. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2008.
  4. ↑ Elliot, JL; Kern, SD; Clancy, KB; Gulbis, AAS; Millis, R. L.; Buie, MW; Wasserman, LH; Chiang, EI; Jordán, AB; Trilling, DE; Meech, KJ The Deep Ecliptic Survey: una búsqueda de objetos y centauros del cinturón de Kuiper. II. Clasificación dinámica, el plano del cinturón de Kuiper y la población central  (inglés)  // The Astronomical Journal  : revista. - Ediciones IOP , 2005. - Vol. 129 , núm. 2 . - P. 1117-1162 . -doi : 10.1086/ 427395 . - .
  5. ↑ Gladman, B.; Marsden, B .; Van Laerhoven, C. Nomenclatura en el Sistema Solar Exterior  // El Sistema Solar más allá de Neptuno. - 2008. - ISBN 978-0-8165-2755-7 .
  6. ↑ Chaing, Eugenio; Lithwick, Y.; Murray-Clay, R.; Buie, M.; Grundy, W.; Holman, M. Breve historia del espacio transneptuniano // Protoestrellas y planetas V / Reipurth, B.; Jewitt, D .; Keil, K. - Prensa de la Universidad de Arizona, Tucson, 2007. - págs. 895-911 . — . -arXiv : astro - ph/0601654 .
  7. ↑ Motor de búsqueda de base de datos de cuerpos pequeños JPL: Lista de centauros . Dinámica del Sistema Solar JPL. Consultado el 7 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 15 de junio de 2020.
  8. ↑ Motor de búsqueda de la base de datos de cuerpos pequeños del JPL: lista de TNO con perihelio más cerca que la órbita de Urano . Dinámica del Sistema Solar JPL. Consultado el 7 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
  9. ↑ Grundy, Voluntad; Stansberry, JA; Noll, K.; Stephens, DC; Trilling, DE; Kern, SD; Spencer, JR; Cruikshank, DP; Levison, HF La órbita, la masa, el tamaño, el albedo y la densidad de (65489) Ceto/Phorcys: un centauro binario evolucionado por mareas  (inglés)  // Icarus  : diario. — Elsevier , 2007. — Vol. 191 , núm. 1 . - pág. 286-297 . -doi : 10.1016 / j.icarus.2007.04.004 . — . -arXiv : 0704.1523 . _
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  11. ↑ Tres clones del centauro 8405 Asbolus haciendo pases dentro de los 450Gm . Consultado el 2 de mayo de 2009. Archivado desde el original el 13 de septiembre de 2015. (Solex 10) Archivado desde el original el 29 de abril de 2009.
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  25. ↑ Wang, X.-S; Huang, T.-Y. La evolución de la órbita de 32 plutinos durante 100 millones de años  // Astronomía y astrofísica  : revista  . - 2001. - vol. 368 , núm. 2 . - Pág. 700-705 . -doi : 10.1051/0004-6361 : 20010056 . - .
  26. ↑ Emily Lakdawalla . ¿Un segundo centauro anillado? Los centauros con anillos podrían ser comunes . Sociedad Planetaria (27 de enero de 2015). Consultado el 3 de junio de 2015. Archivado desde el original el 31 de enero de 2015.
  27. ↑ Los anillos del asteroide Chariklo sorprenden a los astrónomos . CBC News (26 de marzo de 2014). Consultado el 27 de marzo de 2014. Archivado desde el original el 11 de noviembre de 2015.

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