Według badań Uniwersytetu Michigan nawet 60% obiektów zbliżających się do Ziemi to ciemne komety, tajemnicze asteroidy krążące wokół Słońca w naszym Układzie Słonecznym, które prawdopodobnie zawierają lub zawierały lód i mogły być jedną ze dróg dostarczania wody na Ziemię.

Wyniki wskazują, że planetoidy w pasie planetoid, obszarze Układu Słonecznego położonym mniej więcej między Jowiszem a Marsem, w którym znajduje się większość skalistych planetoid, mają pod powierzchnią lód. Podejrzenia co do istnienia takiego zjawiska pojawiły się już w latach 80. ubiegłego wieku, twierdzi Aster Taylor, student astronomii na Uniwersytecie Michigan i główny autor badania.

Według Taylora badanie pokazuje również potencjalną ścieżkę dostarczania lodu do bliskiego Ziemi układu słonecznego. Skąd Ziemia wzięła swoją wodę, to od dawna zadawane pytanie.

„Nie wiemy, czy te ciemne komety dostarczyły wodę na Ziemię. Nie możemy tego powiedzieć. Ale możemy powiedzieć, że wciąż trwają debaty na temat tego, jak dokładnie woda z Ziemi się tu dostała” — powiedział Taylor. „Praca, którą wykonaliśmy, pokazała, że ​​jest to kolejna droga do transportu lodu z dowolnego miejsca w całym Układzie Słonecznym do środowiska Ziemi”.

Badania sugerują ponadto, że jeden duży obiekt może pochodzić z komet rodziny Jowisza, komet, których orbity zbliżają je do planety Jowisz. Wyniki zespołu zostały opublikowane w czasopiśmie Icarus.

Ciemne komety są trochę tajemnicze, ponieważ łączą cechy zarówno asteroidów, jak i komet. Asteroidy to skaliste ciała bez lodu, które krążą bliżej słońca, zazwyczaj w obrębie tak zwanej linii lodu. Oznacza to, że są wystarczająco blisko słońca, aby lód, który asteroida mogła przenosić, sublimował lub zmieniał się ze stałego lodu bezpośrednio w gaz.

Komety to lodowe ciała, które wykazują rozmytą komę, chmurę, która często otacza kometę. Sublimujący lód niesie ze sobą pył, tworząc chmurę. Ponadto komety zazwyczaj mają niewielkie przyspieszenia napędzane nie przez grawitację, ale przez sublimację lodu, zwane przyspieszeniami niegrawitacyjnymi.

W badaniu przeanalizowano siedem ciemnych komet i oszacowano, że od 0,5 do 60% wszystkich obiektów bliskich Ziemi może być ciemnymi kometami, które nie mają komy, ale mają niegrawitacyjne przyspieszenia. Naukowcy sugerują również, że te ciemne komety prawdopodobnie pochodzą z pasa asteroid, a ponieważ te ciemne komety mają niegrawitacyjne przyspieszenia, wyniki badania sugerują, że asteroidy w pasie asteroid zawierają lód.

„Uważamy, że te obiekty pochodzą z wewnętrznego i/lub zewnętrznego głównego pasa asteroid, a implikacją tego jest to, że jest to kolejny mechanizm wprowadzania lodu do wewnętrznego układu słonecznego” — powiedział Taylor. „Może być więcej lodu w wewnętrznym głównym pasie, niż myśleliśmy. Może być tam więcej takich obiektów. To może być znaczna część najbliższej populacji. Tak naprawdę nie wiemy, ale mamy o wiele więcej pytań z powodu tych odkryć”.

W poprzedniej pracy zespół badaczy, w tym Taylor, zidentyfikował niegrawitacyjne przyspieszenia na grupie obiektów bliskich Ziemi, nazywając je „ciemnymi kometami”. Ustalili, że niegrawitacyjne przyspieszenia ciemnych komet są prawdopodobnie wynikiem niewielkich ilości sublimującego lodu.

W swoich obecnych badaniach Taylor i jego współpracownicy chcieli odkryć, skąd pochodzą ciemne komety.

„Obiekty bliskie Ziemi nie pozostają na swoich obecnych orbitach zbyt długo, ponieważ środowisko bliskie Ziemi jest chaotyczne” – powiedzieli. „Pozostają w środowisku bliskim Ziemi tylko przez około 10 milionów lat. Ponieważ Układ Słoneczny jest znacznie starszy, oznacza to, że obiekty bliskie Ziemi pochodzą skądś – że stale jesteśmy karmieni obiektami bliskimi Ziemi z innego, znacznie większego źródła”.

Aby ustalić pochodzenie tej populacji ciemnych komet, Taylor i współautorzy stworzyli modele dynamiczne, które przypisały niegrawitacyjne przyspieszenia obiektom z różnych populacji. Następnie stworzyli model ścieżki, którą te obiekty będą podążać, biorąc pod uwagę przypisane niegrawitacyjne przyspieszenia w okresie 100 000 lat. Naukowcy zaobserwowali, że wiele z tych obiektów trafiło tam, gdzie obecnie znajdują się ciemne komety, i odkryli, że ze wszystkich potencjalnych źródeł główny pas asteroid jest najbardziej prawdopodobnym miejscem pochodzenia.

Jedna z ciemnych komet, zwana 2003 RM, która przechodzi po eliptycznej orbicie blisko Ziemi, a następnie w kierunku Jowisza i z powrotem obok Ziemi, podąża tą samą trajektorią, której można by się spodziewać po komecie rodziny Jowisza — mówi Taylor — tzn. jej położenie jest zgodne z położeniem komety, która została wyrzucona do wewnątrz ze swojej orbity.

Tymczasem badanie wykazało, że reszta ciemnych komet prawdopodobnie pochodzi z wewnętrznego pasa asteroid. Ponieważ ciemne komety prawdopodobnie mają lód, to pokazuje, że lód jest obecny w wewnętrznym głównym pasie.

Następnie naukowcy zastosowali wcześniej zaproponowaną teorię do populacji ciemnych komet, aby ustalić, dlaczego obiekty są tak małe i szybko się obracają. Komety to skaliste struktury połączone lodem — wyobraź sobie brudną kostkę lodu, mówi Taylor. Gdy zostaną uderzone w linię lodu w Układzie Słonecznym, lód zaczyna wydzielać gaz. Powoduje to przyspieszenie obiektu, ale może również spowodować, że obiekt będzie się obracał dość szybko — na tyle szybko, że obiekt się rozpadnie.

„Te kawałki będą również pokryte lodem, więc będą się obracać coraz szybciej, aż rozpadną się na więcej kawałków” — powiedział Taylor. „Możesz po prostu robić to dalej, gdy będziesz stawał się coraz mniejszy i mniejszy. Sugerujemy, aby w celu uzyskania tych małych, szybko obracających się obiektów wziąć kilka większych obiektów i rozbić je na kawałki”.

W miarę jak to się dzieje, obiekty tracą lód, stają się jeszcze mniejsze i obracają się jeszcze szybciej.

Naukowcy uważają, że podczas gdy większa ciemna kometa, 2003 RM, była prawdopodobnie większym obiektem, który został wyrzucony z zewnętrznego głównego pasa planetoid, sześć pozostałych badanych przez nich obiektów najprawdopodobniej pochodziło z wewnętrznego głównego pasa i powstało z obiektu, który został wrzucony do środka, a następnie rozpadł się.



Source link