Οι αστρονόμοι από το Universidade έως το Califórnia στο Los Angeles εξέθεσαν πρόσφατα μια εξαιρετική δυναμική συμπεριφορά που παρατηρήθηκε σε ένα ουράνιο σώμα που ταξιδεύει μέσω του ηλιακού μας συστήματος. Το εν λόγω αντικείμενο, γνωστό ως κομήτης 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak, επέδειξε μια φυσική ικανότητα που σπάνια τεκμηριώνεται με τέτοια ακρίβεια: επιβράδυνε δραστικά την περιστροφική του κίνηση μέχρι που, προφανώς, σταμάτησε εντελώς και άρχισε να περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Το φαινόμενο, το οποίο αψηφά τη διαισθητική κατανόηση της βασικής ουράνιας μηχανικής, οδηγήθηκε από την έντονη δραστηριότητα από την ίδια του την επιφάνεια.
Οι παρατηρήσεις που οδήγησαν σε αυτήν την ανακάλυψη πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το Telescópio Espacial Hubble, του οποίου οι εικόνες υψηλής ανάλυσης απαθανάτισαν τις παραλλαγές του κομήτη στο φως και τη δομή κατά τη διάρκεια της κοντινής μετάβασής του στο Sol το 2017. Η έρευνα, με επικεφαλής τον διάσημο επιστήμονα πλανητών David Jewitt, προσφέρει νέα οπτική γωνία με τη μικρότερη διακυβέρνηση. το θερμικό περιβάλλον του εσωτερικού ηλιακού συστήματος.
Αυτή η μελέτη όχι μόνο καταγράφει ένα μοναδικό γεγονός, αλλά παρέχει επίσης βασικά κομμάτια για την επίλυση μακροχρόνιων γρίφων στην αστρονομία, ειδικά σχετικά με τη διάρκεια ζωής και την αποσύνθεση μικρότερων κομητών. Η ανάλυση υποδηλώνει ότι η περιστροφική αστάθεια είναι καθοριστικός παράγοντας στην εξέλιξη αυτών των αντικειμένων, λειτουργώντας ως φυσικός μηχανισμός αυτοκαταστροφής.
Ακανόνιστη συμπεριφορά του 41P
Ο κομήτης 41P ανήκει στην οικογένεια των κομητών Júpiter και αποτελείται, όπως οι περισσότεροι από τους ομοίους του, από ένα μείγμα πάγου, σκόνης και πετρωμάτων που έχουν απομείνει από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Durante την τροχιά του, καθώς πλησιάζει το Sol, η θερμότητα προκαλεί την εξάχνωση του επιφανειακού πάγου, μετατρέποντάς τον απευθείας σε αέριο. Η διαδικασία Esse δημιουργεί το χαρακτηριστικό κώμα και την ουρά, αλλά επίσης δημιουργεί μηχανικές δυνάμεις στον συμπαγή πυρήνα.
Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν δείχνουν μια δραματική αλλαγή στην περίοδο περιστροφής του κομήτη κατά τη διάρκεια μερικών μηνών. Οι μετρήσεις έδειξαν μια σειρά γεγονότων που εξέπληξαν την επιστημονική κοινότητα λόγω της ταχύτητας και του μεγέθους των αλλαγών:
– Τον Μάρτιο του 2017, ο κομήτης ολοκλήρωσε μία περιστροφή γύρω από τον άξονά του κάθε 20 ώρες.
– Τον Μάιο του ίδιου έτους, η περίοδος αυτή αυξήθηκε σε 46 ώρες, υποδηλώνοντας τεράστια επιβράδυνση.
– Τον Δεκέμβριο, μετά από μια περίοδο κατά την οποία ο κομήτης ήταν απαρατήρητος, επανεμφανιζόταν περιστρέφοντας κάθε 14 ώρες, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Η μόνη εύλογη φυσική εξήγηση για αυτήν την ακολουθία, σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι ότι ο κομήτης συνέχισε να επιβραδύνει μετά τον Μάιο μέχρι να φτάσει σε σημείο μηδενικής περιστροφής και στη συνέχεια άρχισε να περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, επιταχυνόμενος γρήγορα λόγω των συνεχών δυνάμεων που δρούσαν στην επιφάνειά του.
Μηχανική αερίου
Η κινητήρια δύναμη πίσω από αυτή την αντιστροφή της κίνησης βρίσκεται στην ενεργό φύση των κομητών. Quando ο πάγος εξαχνώνεται, αποβάλλεται με τη μορφή πίδακες αερίου υψηλής ταχύτητας. Εάν η εκπομπή ήταν ομοιόμορφη σε ολόκληρη την επιφάνεια, οι δυνάμεις θα εξουδετερώνονταν η μία την άλλη. Ωστόσο, η επιφάνεια του 41P είναι ακανόνιστη και οι πίδακες εκπέμπονται ασύμμετρα, λειτουργώντας σαν προωθητικά πυραύλων στερεωμένα σε τυχαία σημεία στον πυρήνα.
Αυτοί οι «φυσικοί προωθητές» ασκούν μια ροπή στο σώμα του κομήτη. Dependendo Λόγω του προσανατολισμού και της ισχύος αυτών των πίδακες, μπορούν να επιταχύνουν την περιστροφή του αντικειμένου και να λειτουργήσουν ως εξαιρετικά ισχυρά φρένα. Στην περίπτωση του 41P, η διαμόρφωση των πίδακα κατά την ηλιακή προσέγγιση του 2017 αρχικά ενήργησε για να εξουδετερώσει την υπάρχουσα περιστροφική κίνηση.
Η ένταση αυτού του φρεναρίσματος ήταν τέτοια που ξεπέρασε την περιστροφική αδράνεια ενός αντικειμένου σε διάμετρο μεγαλύτερη από ένα χιλιόμετρο μέσα σε λίγες εβδομάδες. Είναι μια μαρτυρία της βίας των διαδικασιών εξαγωγής αερίων που συμβαίνουν όταν αυτά τα παγωμένα σώματα διεισδύουν στην εσωτερική περιοχή του ηλιακού συστήματος.
Συνέπειες για την επιβίωση των κομητών
Η ανακάλυψη έχει βαθιές επιπτώσεις στην κατανόηση του πληθυσμού των κομητών στο ηλιακό σύστημα. Οι Astrônomos έχουν από καιρό παρατηρήσει έλλειψη μικρών κομητών, με πυρήνες μικρότερους από ένα χιλιόμετρο ή δύο σε διάμετρο. Το στατιστικό χάσμα Essa πρότεινε ότι κάτι κατέστρεφε αυτά τα αντικείμενα πιο γρήγορα από ό,τι προέβλεπαν τα μοντέλα.
Η συμπεριφορά του 41P παρέχει τις παρατηρητικές αποδείξεις που απαιτούνται για την επικύρωση της θεωρίας της περιστροφικής αποσύνθεσης. Εάν οι πίδακες αερίου μπορούν να αλλάξουν την περιστροφή τόσο δραστικά, θα μπορούσαν εύκολα να επιταχύνουν έναν κομήτη έως ότου η φυγόκεντρος δύναμη υπερνικήσει την ασθενή βαρύτητα που συγκρατεί τον πυρήνα ενωμένο. Σενάριο Nesse, ο κομήτης θα κατακερματιστεί, σκορπίζοντας τα κομμάτια του στο διάστημα ή μετατρεπόμενος σε ένα σύννεφο σκόνης και συντριμμιών.
Ο David Jewitt και η ομάδα του προτείνουν ότι αυτός ο μηχανισμός είναι η κύρια αιτία του πρόωρου «θανάτου» μικρών κομητών. Η περιστροφική αστάθεια, επομένως, λειτουργεί ως εξελικτικό φίλτρο, εξαλείφοντας μικρότερα και λιγότερο πυκνά σώματα, αφήνοντας πίσω μόνο μεγαλύτερους πυρήνες ή αυτούς με πιο συνεκτικές εσωτερικές δομές.
Μελλοντικές Παρατηρήσεις και Τεχνολογία
Η αστρονομική κοινότητα περιμένει με ανυπομονησία την επόμενη προσέγγιση του κομήτη 41P, που έχει προγραμματιστεί για τις αρχές του 2028.
Για αυτές τις μελλοντικές παρατηρήσεις, οι επιστήμονες θα έχουν την υποστήριξη νέων τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένων των Observatório Vera C. Rubin, στο Chile. Με τη δυνατότητα σάρωσης ευρείας ουρανού, το παρατηρητήριο θα καταστήσει δυνατή την παρακολούθηση όχι μόνο 41P, αλλά χιλιάδων άλλων μικρών σωμάτων, αναζητώντας σημάδια παρόμοιων περιστροφικών αλλαγών.
Η μελέτη του 41P χρησιμεύει ως υπενθύμιση ότι το ηλιακό σύστημα είναι ένα δυναμικό και συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Η ικανότητα παρατήρησης αυτών των αλλαγών σε πραγματικό χρόνο, όπως το σταμάτημα και η ανατροπή ενός ολόκληρου κόσμου, αναδεικνύει τη δύναμη των σύγχρονων εργαλείων παρατήρησης και τη φυσική πολυπλοκότητα που διέπει τους μικρότερους κατοίκους της κοσμικής μας γειτονιάς.
