Οι αστρονόμοι από το Universidade έως το Califórnia στο Los Angeles (UCLA) έχουν τεκμηριώσει σπάνια δυναμική συμπεριφορά σε ένα ουράνιο σώμα που διασχίζει το εσωτερικό Sistema Solar. Το αντικείμενο, που αναγνωρίστηκε ως κομήτης 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak, παρουσίασε μια δραστική φυσική αλλαγή κατά τη διάρκεια της τροχιάς του: το παγωμένο σώμα επιβράδυνε την περιστροφική του κίνηση μέχρι να φτάσει σε μια προφανή κατάσταση στάσης και στη συνέχεια άρχισε να περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η ανάλυση επισημαίνει ότι αυτό το φαινόμενο, το οποίο αμφισβητεί την αναμενόμενη μηχανική σταθερότητα, προκλήθηκε από μια έντονη δραστηριότητα απελευθέρωσης αερίου στην επιφάνειά του.
Τα συμπεράσματα βασίστηκαν σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από τον Telescópio Espacial Hubble, τα όργανα υψηλής ακρίβειας του οποίου παρακολούθησαν τις διακυμάνσεις του φωτός και τη δομή του πυρήνα του κομήτη κατά τη διάρκεια της κοντινής του μετάβασης στο Sol το 2017. Η έρευνα, με επικεφαλής τον πλανητικό επιστήμονα David Jewitt, προσφέρει νέα κατανόηση σχετικά με τις μικρές και την πιο αστρική πτητότητα. αλλάζει θεμελιωδώς τη φυσική αυτών των αντικειμένων.
Η μελέτη όχι μόνο καταγράφει ένα μοναδικό γεγονός, αλλά παρέχει βασικά κομμάτια για την επίλυση μακροχρόνιων ερωτήσεων στην αστρονομία, ειδικά σχετικά με τη διάρκεια ζωής και την αποσύνθεση μικρότερων κομητών. Τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η περιστροφική αστάθεια λειτουργεί ως ένας φυσικός μηχανισμός αυτοκαταστροφής, διαμορφώνοντας τον πληθυσμό των αντικειμένων που περιστρέφονται γύρω από το Sol.
Δραματική αλλαγή στην ταχύτητα στροφής
Ο κομήτης 41P, μέλος της οικογένειας κομητών Júpiter, έχει τυπική σύνθεση πάγου, σκόνης και πετρωμάτων, απομεινάρια του σχηματισμού του πλανητικού συστήματος. Όταν πλησιάζει το περιήλιο, η ηλιακή θερμότητα προκαλεί την εξάχνωση του επιφανειακού πάγου, μετατρέποντάς τον απευθείας σε αέριο. Η διαδικασία Esse δημιουργεί το ορατό κώμα, αλλά επίσης ασκεί σημαντικές μηχανικές δυνάμεις στον συμπαγή πυρήνα.
Η παρακολούθηση που πραγματοποιήθηκε αποκάλυψε μια σειρά γεγονότων που εντυπωσίασαν την επιστημονική κοινότητα λόγω της ταχύτητας και του μεγέθους των φυσικών αλλαγών:
– Τον Μάρτιο του 2017, ο κομήτης ολοκλήρωσε μια περιστροφή γύρω από τον άξονά του κάθε 20 ώρες.
– Τον Μάιο του ίδιου έτους, η περίοδος αυτή επεκτάθηκε στις 46 ώρες, υποδηλώνοντας τεράστια επιβράδυνση.
– Τον Δεκέμβριο, μετά από μια περίοδο κατά την οποία το αντικείμενο ήταν μη παρατηρήσιμο, επανεμφανιζόταν περιστρέφοντας κάθε 14 ώρες, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Η πιο εύλογη φυσική ερμηνεία για αυτήν την ακολουθία είναι ότι, μετά τον Μάιο, ο κομήτης συνέχισε να χάνει τη γωνιακή του ταχύτητα μέχρι να φτάσει σε σημείο μηδενικής περιστροφής. Imediatamente μετά από αυτό το σταμάτημα, οι δυνάμεις που δρουν στην επιφάνεια άρχισαν μια αντίστροφη κίνηση, επιταχύνοντας την περιστροφή προς την αντίθετη κατεύθυνση πολύ γρήγορα.
Η επίδραση των πίδακες αερίου
Η μηχανική πίσω από αυτή την αντιστροφή έγκειται στην ενεργό φύση της επιφάνειας του κομήτη. Quando ο πάγος εξαχνώνεται, αποβάλλεται με τη μορφή πίδακες αερίου υψηλής ταχύτητας. Εάν η εκπομπή ήταν ομοιόμορφη σε όλη τη σφαίρα, οι δυνάμεις θα εξουδετερώνονταν η μία την άλλη. Ωστόσο, η επιφάνεια του 41P είναι ακανόνιστη και οι πίδακες εκπέμπονται ασύμμετρα, λειτουργώντας ως προωθητές που βρίσκονται σε τυχαία σημεία του πυρήνα.
Αυτοί οι «φυσικοί κινητήρες» 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 ενάντια στην υπάρχουσα περιστροφική κίνηση.
Η ένταση αυτού του φρεναρίσματος ήταν αρκετή για να ξεπεράσει την περιστροφική αδράνεια ενός αντικειμένου σε διάμετρο μεγαλύτερη από ένα χιλιόμετρο μέσα σε λίγες εβδομάδες. Το Isso δείχνει τη βία των διαδικασιών απαέρωσης που συμβαίνουν όταν αυτά τα παγωμένα σώματα διεισδύουν στις πιο καυτές περιοχές του Sistema Solar.
Φυσική επιλογή στο διάστημα
Οι παρατηρήσεις έχουν βαθιές επιπτώσεις στην κατανόηση της δημογραφίας των κομητών. Οι Astrônomos έχουν από καιρό παρατηρήσει έλλειψη μικρών κομητών, με πυρήνες μικρότερους από ένα χιλιόμετρο ή δύο σε διάμετρο. Το στατιστικό κενό Essa πρότεινε ότι κάποια διαδικασία κατέστρεψε αυτά τα αντικείμενα πιο γρήγορα από ό,τι προέβλεπαν τα μοντέλα.
Η συμπεριφορά του 41P παρέχει τα στοιχεία παρατήρησης που είναι απαραίτητα 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 λοιπόν λειτουργεί σαν ένα εξελικτικό φίλτρο, εξαλείφοντας μικρότερα και λιγότερο πυκνά σώματα, αφήνοντας πίσω μόνο μεγαλύτερους πυρήνες ή αυτούς με πιο συνεκτικές εσωτερικές δομές.
Τεχνολογία και μελλοντικές παρατηρήσεις
Η αστρονομική κοινότητα περιμένει με ανυπομονησία την επόμενη προσέγγιση του κομήτη 41P, που έχει προγραμματιστεί για τις αρχές του 2028. Με την πρόοδο των τεχνολογιών παρακολούθησης, θα είναι δυνατό να επαληθευτεί εάν το μοτίβο της αστάθειας συνεχίζεται ή αν έχει αλλάξει η διαμόρφωση των πίδακα.
Για αυτές τις μελλοντικές παρατηρήσεις, οι επιστήμονες θα έχουν την υποστήριξη νέων οργάνων, συμπεριλαμβανομένου του Observatório Vera C. Rubin, στο Chile. Με τη δυνατότητα σάρωσης ευρείας ουρανού, το παρατηρητήριο θα επιτρέψει την παρακολούθηση όχι μόνο 41P, αλλά χιλιάδων άλλων μικρών σωμάτων για σημάδια παρόμοιων περιστροφικών αλλαγών.
Η μελέτη 41P ενισχύει ότι το Sistema Solar είναι ένα δυναμικό και συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Η ικανότητα παρατήρησης αυτών των αλλαγών σε πραγματικό χρόνο, όπως η στάση και η αναστροφή ενός ολόκληρου κόσμου, αναδεικνύει τη δύναμη των σύγχρονων εργαλείων παρατήρησης και τη φυσική πολυπλοκότητα που διέπει τους μικρότερους κατοίκους της κοσμικής μας γειτονιάς.
