Centaurii sunt un grup de asteroizi situati între orbitele lui Jupiter și Neptun , cu proprietăți de tranziție între asteroizii centurii principale și obiectele centurii Kuiper (de asemenea, similare în unele proprietăți cu cometele ). Au orbite instabile, uneori foarte alungite, deoarece traversează orbitele uneia sau mai multor planete gigantice simultan. Ca rezultat, viața dinamică a centaurilor este de doar câteva milioane de ani, deoarece planetele mari pur și simplu împing aceste obiecte din orbită prin gravitație. Obiectelor acestui grup li se dau nume de centauri mitologici , care sunt un amestec de cal și om. S-a estimat că în sistemul solar există aproximativ 44.000 de centauri cu un diametru mai mare de 1 km [1] .
Primul centaur (944) Hidalgo a fost descoperit încă din 1920, cu toate acestea, în ciuda orbitei sale neobișnuite, nu a fost identificat ca un grup separat de obiecte până în 1977, când asteroidul (2060) Chiron a fost descoperit de Charles Koval cu caracteristici orbitale similare. . Cel mai mare centaur confirmat este (10199) Chariklo , al cărui diametru este de aproximativ 260 km. Dar principala sa caracteristică este sistemul de inele , care este un fenomen unic pentru un asteroid. În plus, obiectul pierdut 1995 SN55 poate fi ceva mai mare.
Până acum, niciun centaur nu a fost fotografiat la distanță apropiată, cu excepția lunii Phoebe a lui Saturn , fotografiată în 2004 de Cassini-Huygens , care potrivit unor surse ar putea fi un fost centaur capturat de planetă; precum și câteva date care au fost obținute grație telescopului Hubble de pe suprafața centaurului (8405) Asbol .
După caracteristicile lor fizice, centaurii reprezintă o clasă de tranziție de la asteroizi la comete. Deoarece suprafața lor este bogată în substanțe volatile, cu o apropiere suficientă de Soare, orice centaur ar începe să manifeste activitate cometă. Din 2017, se știe că trei obiecte au o comă în apropierea perihelului : (2060) Chiron , (60558) Echekl și 166P/NEAT ; încă două obiecte - (52872) Okiroya și (471512) 2012 CG - sunt suspectate de o astfel de activitate.
Definiția clasică a unui centaur este că este un corp mic care orbitează Soarele între orbitele lui Jupiter și Neptun , în timp ce traversează orbitele uneia sau mai multor planete gigantice. Datorită instabilității orbitale pe termen lung inerente acestei regiuni, chiar și obiecte precum 2000 GM 137 și 2001 XZ 255 , care în prezent nu traversează orbita niciunei planete, aparțin în continuare acestui grup, deoarece perturbațiile planetelor gigantice sunt încă. va duce inevitabil la faptul că aceste obiecte vor începe să-și traverseze orbitele [1] .
Cu toate acestea, diferite organizații au criterii ușor diferite pentru clasificarea obiectelor similare pe baza elementelor lor orbitale :
Brett Gladman și Brian Marsden în colecția „The Solar System Beyond Neptun” (2008) își oferă clasificarea, conform căreia își propun să ia în considerare: centauri - obiecte cu semi-axe majore între orbitele lui Jupiter și Neptun ( ) și Tisserand. parametru (în raport cu Jupiter); comete din familia Jupiter - obiecte cu un periheliu mai mic de jumătate din distanța dintre Jupiter și Neptun ( ) și un parametru Tisserand (relativ cu Jupiter) pentru a exclude obiectele centurii Kuiper ; obiecte ale discului împrăștiat - corpuri pe orbite instabile cu o semi-axa majoră mai mare decât cea a lui Neptun ( ) [5] . Alți astronomi preferă să definească centaurii ca obiecte nerezonante cu periheliu pe orbita lui Neptun, despre care se poate demonstra că traversează sfera Hill a unui gigant gazos în următorii 10 Myr [6] cu o mare probabilitate , astfel încât centaurii pot fi considerate ca fiind împrăștiate în direcția obiectelor din sistemul solar interior care interacționează mai puternic și se disipă mai repede decât obiectele tipice pe disc împrăștiate.
În 2018, au fost descoperiți peste 400 de centauri [7] , dar pe lângă aceștia mai sunt încă 91 de obiecte transneptuniene (TNO) cu semi-axa majoră dincolo de orbita lui Neptun ( ), dar cu un periheliu mai aproape decât orbita lui Uranus ( ) [8] . O decizie specifică privind clasificarea centaurilor nu a fost încă luată, dar comitetul de nomenclatură al Uniunii Astronomice Internaționale a stabilit regulile de denumire pentru astfel de obiecte. Potrivit acestora, corpurile cu orbite instabile și nerezonante, care traversează orbitele planetelor majore, precum și sunt orbite și comete de tranziție TNO, ar trebui să poarte numele unor creaturi mitice asociate cu vârcolaci și personaje apropiate lor ca semnificație. Până acum, doar două obiecte ( (42355) Typhon și (65489) Keto ) au fost denumite conform acestei reguli [9] .
Datorită diferențelor de clasificări în diverse surse, unele obiecte pot aparține unor grupuri diferite. Astfel de obiecte, de exemplu, sunt asteroidul (944) Hidalgo , descoperit în 1920 și clasificat de Jet Propulsion Laboratory drept centauri; asteroid (44594) 1999 OX3 cu o semi-axă majoră de 32 AU e., dar traversând orbitele lui Uranus și Neptun, a fost atribuit centaurilor exteriori , dar deja în cadrul clasificării DES ; iar din cele interioare putem aminti (434620) 2005 VD , al cărui periheliu este foarte aproape de orbita lui Jupiter.
Unii centauri mari cu diametre măsurate ( (2060) Chiron , (54598) Bienor și (10199) Chariklo ), conform astronomului american Michael Brown , merită statutul de candidați pentru planete pitice [10] .
Diagrama din dreapta ilustrează orbitele centaurilor cunoscuți în raport cu orbitele planetelor (partea de jos a figurii). Un obiect este clasificat drept centaur dacă este situat între orbitele lui Jupiter și Neptun. Pentru obiectele selectate, excentricitatea orbitală este reprezentată de linii roșii, care arată intervalul centaurilor de la Soare (de la periheliu la afeliu).
După cum se poate observa din diagramă, valorile alungirii orbitale (excentricitatea) pentru diferiți centauri sunt foarte diferite: de la aproape circular pentru (52872) Okiroi , (32532) Terei și (10199) Chariklo la puternic alungit pentru (5145) Fol , (7066) Ness , ( 8405) Asbol și (55576) Amik .
Pentru a ilustra întreaga gamă de parametri orbitali ai centaurului, orbitele celor mai neobișnuiți sunt evidențiate cu galben:
Deoarece centaurii se mișcă în zonele de rezonanță orbitală , orbitele lor sunt extrem de instabile - timpul mediu petrecut pe aceste orbite este de 1-10 milioane de ani [12] . De exemplu, asteroidul (8405) Asbol este în rezonanță orbitală puternică cu Uranus 3:4 [1] . Studiile dinamicii lor orbitale indică faptul că orbitele centaurilor se află probabil într-o stare de tranziție intermediară între orbitele cometelor din familia Jupiter și orbitele obiectelor din centura Kuiper. Centaurii pot fi ejectați din acesta din urmă ca urmare a perturbațiilor gravitaționale și pot intra pe o orbită haotică care intersectează orbitele uneia sau mai multor planete gigantice. Cu toate acestea, parametrii orbitelor lor, datorită abordărilor constante ulterioare ale planetelor mari, se vor schimba continuu și rapid. În procesul acestor schimbări, unii centauri se vor dezvolta spre intersecția orbitei lui Jupiter - drept urmare perihelia lor se va muta în partea interioară a sistemului solar și se vor muta într-un grup de comete active ale lui Jupiter. familie și în cele din urmă se ciocnesc cu Soarele sau cu o planetă; altele vor fi pur și simplu aruncate în spațiul interstelar sau în norul Oort din cauza apropierii prea apropiate de una dintre planetele majore.
Depărtarea mare și dimensiunea relativ mică a centaurilor exclud posibilitatea unui studiu detaliat al suprafeței lor, cu toate acestea, studiul indicelui de culoare și al spectrului obiectului poate oferi informații despre compoziția suprafeței și originea centaurului.
Culorile de suprafață ale centaurilor sunt destul de diverse, dar nu sunt legate în niciun fel nici de prezența gheții de apă, nici de parametrii orbitali, ceea ce complică foarte mult construcția unui model al compoziției suprafeței acestor obiecte [13] . Schema de culori din dreapta este construită pe baza indicatorilor de culoare , și anume raportul mărimii aparente pentru filtrele de culoare albastru și roșu. Graficul ilustrează aceste diferențe în tonuri exagerate pentru toți centaurii cu valori de culoare cunoscute. În aceeași diagramă, pentru comparație, culorile sunt afișate pe o parte a sateliților lui Triton și Phoebe , iar pe cealaltă, planeta Marte (dimensiuni nu la scară).
După culoare, centaurii sunt împărțiți în două clase destul de clare: roșcat (5145) Foul și albastru-gri (2060) Chiron .
Există multe teorii care explică această diferență de culoare, dar toate pot fi împărțite în două grupuri:
Exemple din a doua categorie sunt centaurul (5145) Foul, a cărui culoare roșiatică se poate datora efectului radiațiilor asupra celor mai simpli compuși organici prezenți la suprafața sa și centaurul (2060) Chiron, care, datorită prezenței apei. gheața de pe suprafața sa prezintă periodic semne de activitate cometă, pictând suprafața într-o culoare albastru-gri. Cu toate acestea, nu a fost găsită nicio corelație între activitatea și culoarea centaurilor, deoarece printre centaurii activi există obiecte atât de culoare gri-albastru ((2060) Chiron) cât și roșu ( 166P/NEAT ) [14] . Pe de altă parte, culoarea centaurului (5145) Foul se poate datora faptului că a părăsit de curând centura Kuiper și, prin urmare, suprafața sa pur și simplu nu a avut timp să se transforme sub influența condițiilor de mediu modificate.
Experții sugerează mai multe modalități posibile de astfel de transformări: înroșirea ca urmare a radiațiilor și înroșirea ca urmare a ciocnirilor și strivirii rocilor de suprafață [15] [16] .
Spectrele centaurilor sunt adesea interpretate ambiguu din cauza dimensiunilor particulelor de pe suprafață și a altor factori. Ca și în cazul culorilor, spectrele observate pot corespunde mai multor modele diferite simultan. Cu toate acestea, ele oferă o perspectivă asupra compoziției suprafeței.
Datorită studiilor spectrale, au fost găsite urme de gheață de apă în compoziția suprafeței multor centauri (de exemplu, centauri (2060) Chiron, (10199) Chariklo și (5145) Phol). Pe lângă gheața de apă, în compoziția acestor corpuri s-au găsit o serie de compuși neobișnuiți:
Chiron este un caz mult mai complicat. Spectrele observate se modifică în funcție de perioada de observare. Urme de gheață de apă au fost înregistrate în perioadele de activitate cometă scăzută, dar au dispărut în perioadele de activitate ridicată [17] [18] [19] .
Observațiile centaurului (2060) Chiron în 1988 și 1989 în apropierea periheliului său au arătat prezența activității cometare în acest corp sub formă de nori de gaz și praf care se evaporă de pe suprafața sa. Astfel, în prezent este clasificat oficial atât ca asteroid, cât și ca cometă, deși este mult mai mare decât o cometă ca dimensiune și are și alte diferențe minore față de comete. Ulterior, au mai fost descoperiți doi centauri cu activitate cometă: (60558) Echekl și 166P/NEAT . 166P/NEAT a fost descoperit tocmai în timpul manifestării activității cometei, prin urmare a fost identificat inițial ca o cometă, iar abia apoi, în timpul calculării orbitei sale, s-a constatat că corespunde orbitelor centaurilor. (60558) Ehekl nu a arătat nicio activitate cometă în momentul descoperirii și a devenit activ abia după un timp [21] .
Monoxidul de carbon a fost detectat pe Ehekla [22] și Chiron [23] într-o cantitate foarte mică, cu toate acestea, calculele au arătat că intensitatea evaporării sale este destul de consistentă cu coma observată. În același timp, deși dimensiunea este mult mai mare decât cea a cometelor, activitatea totală observată a cometei Echekla și Chiron este mult mai mică decât cea a cometei 29P/Schwassmann-Wachmann , pe care unii astronomi o atribuie adesea centaurilor.
În general, în planul orbital, nu există o diferență clară între centauri și comete. Astfel, cometele 38P/Stefan-Oterma și 29P/Schwassmann-Wachmann, fiind în esență comete clasice, se mișcă pe orbite tipice de centauri. Din această cauză, unii astronomi îi plasează și în această clasă. Cometa 39P/Oterma a fost activă până în 1963, când a fost supusă unei puternice atracție gravitațională de la Jupiter [24] . Cometa destul de slabă Stefan-Oterma ar înceta probabil să mai prezinte activitate cometă dacă periheliul său s-ar deplasa dincolo de orbita lui Jupiter. Cometa 78P/Gerels , ca urmare a perturbațiilor gravitaționale, migrează dincolo de orbita lui Jupiter până în 2200 și, de asemenea, va înceta să mai arate activitate cometă, transformându-se astfel într-un centaur tipic.
Studiul dezvoltării orbitelor centaurilor a condus recent la un număr mare de descoperiri neașteptate, cu toate acestea, încă nu este posibil să se construiască un model clar al originii lor din cauza datelor limitate despre parametrii fizici ai acestor corpuri.
Modelarea arată că una dintre principalele surse de centauri este centura Kuiper, din care aceștia pot fi ejectați ca urmare a perturbațiilor gravitaționale. Partea interioară a discului împrăștiat poate fi, de asemenea, în unele cazuri sursa acestui tip de obiect, dar culorile lor nu se încadrează în schema de două culori a centaurilor. Dar o schemă de culori similară are corpuri plutino care sunt în rezonanță orbitală cu Neptun . Se presupune că, din cauza perturbațiilor gravitaționale de la Pluto , nu toți plutinos pot avea orbite stabile, cu toate acestea, o serie de puncte din această ipoteză trebuie încă explicate mai detaliat [25] .
Nume | Diametrul ecuatorial, km | Semiaxa majoră, a. e. | Periheliu, a. e. | Aphelios, a. e. | deschis | Note |
---|---|---|---|---|---|---|
(2060) Chiron | 218 ± 20 | 13.710 | 8.449 | 18.891 | 1977 | Posibil are inele [26] |
(5145) Fault (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 | Cel mai mare centaur. Pe 26 martie 2014, a fost anunțată descoperirea a două inele în jurul lui Chariklo [27] |
(54598) Beenor | 207 | 16.564 | 13.250 | 19.879 | 2000 | |
(55576) Amik | 100,9 | 25.157 | 15.198 | 35.116 | 2002 |
![]() | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
sistem solar | |
---|---|
![]() | |
Steaua centrală și planetele | |
planete pitice | Ceres Pluton Haumea Makemake Eris Candidați Sedna Orc Quaoar Pistolă-pistol 2002 MS 4 |
Sateliți mari | |
Sateliți / inele | Pământ / ∅ Marte Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Candidați Orca quwara |
Primii asteroizi descoperiți | |
Corpuri mici | |
obiecte artificiale | |
Obiecte ipotetice | |