Kentaurer er en gruppe af asteroider placeret mellem Jupiters og Neptuns kredsløb, og har overgangsegenskaber mellem asteroider i hovedbæltet og Kuiperbælteobjekter (også ligner kometer i nogle egenskaber ). De har ustabile, nogle gange meget aflange baner, da de krydser en eller flere gigantiske planeters baner på én gang. Som følge heraf er det dynamiske liv for kentaurer kun et par millioner år, da de store planeter simpelthen skubber disse objekter ud af deres kredsløb ved hjælp af tyngdekraften. Objekterne i denne gruppe får navnene på mytologiske kentaurer , som er en blanding af hest og mand. Det er blevet anslået, at der er omkring 44.000 kentaurer i solsystemet med en diameter større end 1 km [1] .
Den første kentaur (944) Hidalgo blev opdaget så tidligt som i 1920, men på trods af dens usædvanlige kredsløb blev den ikke identificeret som en separat gruppe af objekter før 1977, hvor asteroiden (2060) Chiron blev opdaget af Charles Koval med lignende kredsløbskarakteristika . Den største bekræftede kentaur er (10199) Chariklo , hvis diameter er omkring 260 km. Men dets hovedtræk er ringsystemet , som er et unikt fænomen for en asteroide. Derudover kan det tabte objekt 1995 SN55 være noget større.
Indtil videre er ingen kentaur blevet fotograferet på nært hold, med undtagelse af Saturns måne Phoebe , fotograferet i 2004 af Cassini-Huygens , som ifølge nogle kilder kan være en tidligere kentaur fanget af planeten; samt nogle data, der blev opnået takket være Hubble-teleskopet på overfladen af kentauren (8405) Asbol .
Ifølge deres fysiske egenskaber repræsenterer kentaurer en overgangsklasse fra asteroider til kometer. Da deres overflade er rig på flygtige stoffer, med en tilstrækkelig tilgang til Solen, ville enhver kentaur begynde at vise kometaktivitet. Fra 2017 er tre objekter kendt for at have et koma nær perihelion : (2060) Chiron , (60558) Echekl og 166P/NEAT ; yderligere to genstande - (52872) Okiroya og (471512) 2012 CG - er mistænkt for en sådan aktivitet.
Den klassiske definition af en kentaur er, at det er et lille legeme, der kredser om Solen mellem Jupiters og Neptuns baner, mens det krydser en eller flere af de gigantiske planeters baner. På grund af den langsigtede orbitale ustabilitet, der er iboende i denne region, tilhører selv objekter som 2000 GM 137 og 2001 XZ 255 , som i øjeblikket ikke krydser nogen planets kredsløb, stadig til denne gruppe, da forstyrrelser fra de gigantiske planeter stadig er vil uundgåeligt føre til, at disse objekter vil begynde at krydse deres baner [1] .
Forskellige organisationer har dog lidt forskellige kriterier for at klassificere lignende objekter baseret på deres orbitale elementer :
Brett Gladman og Brian Marsden i samlingen "The Solar System Beyond Neptune" (2008) giver deres klassifikation, ifølge hvilken de foreslår at overveje: kentaurer - objekter med semi-hovedakser mellem Jupiters og Neptuns baner ( ) og Tisserand parameter (i forhold til Jupiter); kometer af Jupiter-familien - objekter med et perihelium mindre end halvdelen af afstanden mellem Jupiter og Neptun ( ) og en Tisserand-parameter (i forhold til Jupiter) for at udelukke Kuiperbælteobjekter ; objekter af de spredte skivelegemer i ustabile baner med en semi-hovedakse større end Neptuns ( ) [5] . Andre astronomer foretrækker at definere kentaurer som ikke-resonante objekter med perihelium inden for Neptuns kredsløb, som kan påvises at krydse Hill-sfæren af en eller anden gasgigant inden for de næste 10 Myr [6] med stor sandsynlighed , således at kentaurer kan være betragtes som spredte i retningen af indre solsystemobjekter, der interagerer stærkere og spreder sig hurtigere end typiske spredte skiveobjekter.
I 2018 blev mere end 400 kentaurer opdaget [7] , men udover dem er der 91 flere trans-neptunske objekter (TNO'er) med en semi-hovedakse ud over Neptuns kredsløb ( ), men med et perihelium tættere på end kredsløbet om Uranus ( ) [8] . En specifik beslutning om klassificering af kentaurer er endnu ikke truffet, men nomenklaturkomitéen for Den Internationale Astronomiske Union har fastlagt navngivningsreglerne for sådanne objekter. Ifølge dem bør kroppe med ustabile og ikke-resonante baner, der krydser store planeters kredsløb, såvel som at være TNO-overgangsbaner og kometer, være opkaldt efter mytiske væsner forbundet med varulve og karakterer tæt på dem i betydning. Indtil videre er kun to objekter ( (42355) Typhon og (65489) Keto ) blevet navngivet efter denne regel [9] .
På grund af forskelle i klassifikationer i forskellige kilder kan nogle genstande tilhøre forskellige grupper. Sådanne objekter er for eksempel asteroiden (944) Hidalgo , opdaget i 1920 og klassificeret af Jet Propulsion Laboratory som kentaurer; asteroide (44594) 1999 OX3 med en semi-hovedakse på 32 AU e. men at krydse Uranus og Neptuns baner, blev tildelt de ydre kentaurer, men allerede inden for rammerne af DES- klassifikationen ; og fra de indre kan vi nævne (434620) 2005 VD , hvis perihelium er meget tæt på Jupiters bane.
Nogle store kentaurer med målte diametre ( (2060) Chiron , (54598) Bienor og (10199) Chariklo, fortjener ifølge den amerikanske astronom Michael Brown status som kandidater til dværgplaneter [10] .
Diagrammet til højre illustrerer kendte kentaurers kredsløb i forhold til planeternes kredsløb (nederst på figuren). Et objekt klassificeres som en kentaur, hvis det er placeret mellem Jupiters og Neptuns baner. For de udvalgte objekter er den orbitale excentricitet repræsenteret af røde linjer, som viser rækkevidden af kentaurer fra Solen (fra perihelium til aphelium).
Som det kan ses af diagrammet, er værdierne for orbital forlængelse (excentricitet) for forskellige kentaurer meget forskellige: fra næsten cirkulær for (52872) Okiroi , (32532) Terei og (10199) Chariklo til stærkt forlænget for (5145) Fol , (7066) Ness , ( 8405) Asbol og (55576) Amik .
For at illustrere hele spektret af centaur-kredsløbsparametre er kredsløbene for de mest usædvanlige fremhævet med gult:
Da kentaurer bevæger sig i zonerne med orbital resonans , er deres baner ekstremt ustabile - den gennemsnitlige tid brugt i disse baner er 1-10 millioner år [12] . For eksempel er asteroiden (8405) Asbol i stærk orbital resonans med Uranus 3:4 [1] . Undersøgelser af deres kredsløbsdynamik indikerer, at kentaurernes kredsløb sandsynligvis er i en mellemliggende overgangstilstand mellem kredsløbene for Jupiter-familiens kometer og kredsløbene for Kuiperbælteobjekter. Kentaurer kan slynges ud fra sidstnævnte som følge af gravitationsforstyrrelser og gå ind i en kaotisk bane, der skærer en eller flere gigantiske planeters kredsløb. Imidlertid vil parametrene for deres baner, på grund af konstante yderligere tilgange til store planeter, løbende og hurtigt ændre sig. I processen med disse ændringer vil nogle kentaurer udvikle sig hen imod skæringspunktet mellem Jupiters kredsløb - som et resultat af hvilket deres perihelia vil skifte ind i den indre del af solsystemet, og de vil bevæge sig ind i en gruppe aktive kometer af Jupiter familie og til sidst kollidere med Solen eller en planet; andre vil simpelthen blive smidt ind i det interstellare rum eller Oort-skyen på grund af for tæt tilgang til en af de store planeter.
Kentaurernes store afsides beliggenhed og relativt lille størrelse udelukker muligheden for en detaljeret undersøgelse af deres overflade, men undersøgelsen af genstandens farveindeks og spektrum kan give oplysninger om overfladens sammensætning og kentaurens oprindelse.
Kentaurernes overfladefarver er ret forskellige, men de er ikke på nogen måde relateret til hverken tilstedeværelsen af vandis eller orbitale parametre, hvilket i høj grad komplicerer konstruktionen af en model af sammensætningen af overfladen af disse objekter [13] . Farveskemaet til højre er bygget på baggrund af farveindikatorer , nemlig forholdet mellem den tilsyneladende størrelse for de blå og røde farvefiltre. Diagrammet illustrerer disse forskelle i overdrevne toner for alle kentaurer med kendte farveværdier. I det samme diagram, til sammenligning, er farverne vist på den ene side af satellitterne i Triton og Phoebe , og på den anden planeten Mars (mål ikke i skala).
Efter farve er kentaurer opdelt i to ret klare klasser: rødlig (5145) Ful og blågrå (2060) Chiron .
Der er mange teorier, der forklarer denne forskel i farve, men de kan alle opdeles i to grupper:
Eksempler på den anden kategori er centauren (5145) Foul, hvis rødlige farve kan skyldes effekten af stråling på de simpleste organiske forbindelser, der er til stede i dens overflade, og centauren (2060) Chiron, som på grund af tilstedeværelsen af vand is i overfladen viser periodisk tegn på kometaktivitet og maler overfladen i en blågrå farve. Der blev dog ikke fundet nogen sammenhæng mellem centaurers aktivitet og farve, da der blandt aktive kentaurer er objekter af både grå-blå ((2060) Chiron) og røde ( 166P/NEAT ) farver [14] . På den anden side kan farven på kentauren (5145) Foul skyldes, at den først for nylig har forladt Kuiperbæltet, og derfor har dens overflade simpelthen ikke haft tid til at forvandle sig under indflydelse af ændrede miljøforhold.
Eksperter foreslår flere mulige måder til sådanne transformationer: rødme som følge af stråling og rødme som følge af kollisioner og knusning af overfladeklipper [15] [16] .
Kentaurernes spektre fortolkes ofte tvetydigt på grund af partikelstørrelser på overfladen og andre faktorer. Som i tilfældet med farver kan de observerede spektre svare til flere forskellige modeller på én gang. De giver dog indsigt i overfladens sammensætning.
Takket være spektrale undersøgelser blev der fundet spor af vandis i sammensætningen af overfladen af mange kentaurer (for eksempel kentaurer (2060) Chiron, (10199) Chariklo og (5145) Phol). Ud over vandis blev der fundet en række usædvanlige forbindelser i sammensætningen af disse kroppe:
Chiron er en meget mere kompliceret sag. De observerede spektre ændrer sig afhængigt af observationsperioden. Spor af vandis blev registreret i perioder med lav kometaktivitet, men forsvandt i perioder med høj aktivitet [17] [18] [19] .
Observationer af kentauren (2060) Chiron i 1988 og 1989 nær dens perihelium viste tilstedeværelsen af kometaktivitet i denne krop i form af skyer af gas og støv, der fordampede fra dens overflade. Således er den i øjeblikket officielt klassificeret som både en asteroide og en komet, selvom den er meget større end en komet i størrelse, og den har også andre mindre forskelle fra kometer. Senere blev yderligere to kentaurer med kometaktivitet opdaget: (60558) Echekl og 166P/NEAT . 166P/NEAT blev opdaget netop under manifestationen af kometaktivitet, derfor blev den oprindeligt identificeret som en komet, og først derefter, under beregningen af dens bane, blev det fundet, at den svarer til kentaurernes kredsløb. (60558) Ehekl viste ingen kometaktivitet på opdagelsestidspunktet og blev først aktiv efter nogen tid [21] .
Kulilte blev påvist på Ehekla [22] og Chiron [23] i en meget lille mængde, ikke desto mindre viste beregninger, at intensiteten af dets fordampning stemmer overens med det observerede koma. På samme tid, på trods af at størrelsen er meget større end kometernes, er den samlede observerede kometaktivitet af Echekla og Chiron meget lavere end for kometen 29P / Schwassmann-Wachmann , som nogle astronomer også ofte tilskriver kentaurer.
Generelt er der i orbitalplanen ingen klar forskel mellem kentaurer og kometer. Således bevæger kometerne 38P/Stefan-Oterma og 29P/Schwassmann-Wachmann sig, som i det væsentlige er klassiske kometer, i typiske kentaurbaner. På grund af dette placerer nogle astronomer dem også i denne klasse. Kometen 39P/Oterma var aktiv indtil 1963, hvor den blev udsat for en kraftig tyngdekraft fra Jupiter [24] . Den ret svage komet Stefan-Oterma ville sandsynligvis også holde op med at vise kometaktivitet, hvis dens perihelion skulle flytte sig ud over Jupiters kredsløb. Kometen 78P/Gerels , som et resultat af gravitationsforstyrrelser, migrerer ud over Jupiters kredsløb i 2200 og vil også holde op med at vise kometaktivitet og bliver derved til en typisk kentaur.
Undersøgelsen af udviklingen af kentaurernes baner har for nylig ført til et stort antal uventede opdagelser, men det er stadig ikke muligt at bygge en klar model af deres oprindelse på grund af de begrænsede data om de fysiske parametre for disse legemer.
Modellering viser, at en af de vigtigste kilder til kentaurer er Kuiperbæltet, hvorfra de kan slynges ud som følge af gravitationsforstyrrelser. Den indre del af den spredte skive kan også i nogle tilfælde være kilden til denne type objekter, men deres farver passer ikke ind i kentaurernes tofarveskema. Men et lignende farveskema har plutino -legemer, der er i orbital resonans med Neptun . Det antages, at på grund af gravitationsforstyrrelser fra Pluto , kan ikke alle plutinoer have stabile baner, dog skal en række punkter i denne antagelse stadig forklares nærmere [25] .
Navn | Ækvatordiameter, km | Større halvakse, en. e. | Perihelium, en. e. | Aphelios, en. e. | åben | Noter |
---|---|---|---|---|---|---|
(2060) Chiron | 218 ± 20 | 13.710 | 8.449 | 18.891 | 1977 | Har muligvis ringe [26] |
(5145) Fejl (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) Hilonoma | 70 | 25.132 | 18.915 | 31.349 | 1995 | |
(10199) Chariklo | 258,6 ± 10,3 | 15,87 | 13.08 | 18,66 | 1997 | Den største kentaur. Den 26. marts 2014 blev opdagelsen af to ringe omkring Chariklo annonceret [27] |
(54598) Beenor | 207 | 16.564 | 13.250 | 19.879 | 2000 | |
(55576) Amik | 100,9 | 25.157 | 15.198 | 35.116 | 2002 |
Ordbøger og encyklopædier | |
---|---|
I bibliografiske kataloger |
solsystem | |
---|---|
Central stjerne og planeter | |
dværgplaneter | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidater Sedna Orc Quaoar Pistol-pistol 2002 MS 4 |
Store satellitter | |
Satellitter / ringe | Jord / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidater Spækhugger quawara |
Først opdagede asteroider | |
Små kroppe | |
kunstige genstande | |
Hypotetiske objekter |
|