Kentaurit ovat Jupiterin ja Neptunuksen kiertoradan välissä sijaitseva ryhmä asteroideja , joiden ominaisuudet ovat siirtymävaiheessa päävyöhykkeen asteroidien ja Kuiperin vyön kohteiden välillä (joissakin ominaisuuksissa myös samanlaisia kuin komeetoissa ). Niillä on epävakaat, joskus erittäin pitkänomaiset kiertoradat, kun ne ylittävät yhden tai useamman jättimäisen planeetan kiertoradat kerralla. Seurauksena on, että kentaurien dynaaminen elinikä on vain muutama miljoona vuotta, koska suuret planeetat yksinkertaisesti työntävät nämä esineet pois kiertoradastaan painovoiman vaikutuksesta. Tämän ryhmän esineille annetaan mytologisten kentaurien nimiä , jotka ovat sekoitus hevosta ja ihmistä. Aurinkokunnassa on arvioitu olevan noin 44 000 kentauria, joiden halkaisija on yli 1 km [1] .
Ensimmäinen kentauri (944) Hidalgo löydettiin jo vuonna 1920, mutta sen epätavallisesta kiertoradastaan huolimatta se tunnistettiin erilliseksi esineryhmäksi vasta vuonna 1977, jolloin Charles Koval löysi asteroidin (2060) Chiron , jolla oli samanlaiset kiertoradan ominaisuudet. . Suurin vahvistettu kentauri on (10199) Chariklo , jonka halkaisija on noin 260 km. Mutta sen pääominaisuus on rengasjärjestelmä , joka on ainutlaatuinen ilmiö asteroidille. Lisäksi kadonnut esine 1995 SN55 voi olla hieman suurempi.
Toistaiseksi kentauria ei ole kuvattu lähietäisyydeltä, lukuun ottamatta Cassini-Huygensin vuonna 2004 kuvaamaa Saturnuksen kuuta Phoebea , joka saattaa joidenkin lähteiden mukaan olla entinen planeetan vangitsema kentauri. sekä joitakin tietoja, jotka saatiin Hubble-teleskoopin ansiosta kentauri (8405) Asbolin pinnalla .
Fyysisten ominaisuuksiensa mukaan kentaurit edustavat siirtymäluokkaa asteroideista komeetoihin. Koska niiden pinnalla on runsaasti haihtuvia aineita, kentaurit alkaisivat osoittaa komeettojen aktiivisuutta riittävällä lähestymistavalla aurinkoon. Vuodesta 2017 lähtien kolmella esineellä tiedetään olevan kooma lähellä periheliaa : (2060) Chiron , (60558) Echekl ja 166P/NEAT ; Kahta muuta esinettä - (52872) Okiroya ja (471512) 2012 CG - epäillään tällaisesta toiminnasta.
Kentaurin klassinen määritelmä on, että se on pieni kappale, joka kiertää Aurinkoa Jupiterin ja Neptunuksen kiertoradan välillä samalla kun ylittää yhden tai useamman jättiläisplaneetan kiertoradat. Tälle alueelle ominaisen pitkän aikavälin kiertoradan epävakauden vuoksi jopa esineet, kuten 2000 GM 137 ja 2001 XZ 255 , jotka eivät tällä hetkellä ylitä minkään planeetan kiertorataa, kuuluvat edelleen tähän ryhmään, koska jättiläisplaneettojen aiheuttamat häiriöt ovat edelleen johtaa väistämättä siihen, että nämä objektit alkavat ylittää kiertoradansa [1] .
Eri organisaatioilla on kuitenkin hieman erilaiset kriteerit samanlaisten objektien luokittelemiseksi niiden kiertoradan elementtien perusteella :
Brett Gladman ja Brian Marsden kokoelmassa "The Solar System Beyond Neptune" (2008) antavat luokituksensa, jonka mukaan he ehdottavat harkittavaksi: kentaurit - esineet, joilla on puolisuuret akselit Jupiterin ja Neptunuksen ( ) ja Tisserandin kiertoradan välissä. parametri (suhteessa Jupiteriin); Jupiter-perheen komeetat - objektit, joiden perihelion on alle puolet Jupiterin ja Neptunuksen välisestä etäisyydestä ( ) ja Tisserand-parametri (suhteessa Jupiteriin) Kuiperin vyöhykkeen kohteiden poissulkemiseksi ; hajallaan olevien levyjen esineet - epävakailla kiertoradoilla olevat kappaleet, joiden puolipääakseli on suurempi kuin Neptunuksen ( ) [5] . Toiset tähtitieteilijät määrittelevät kentaurit mieluummin ei-resonoiviksi esineiksi, joiden perihelion on Neptunuksen kiertoradalla ja joiden voidaan osoittaa suurella todennäköisyydellä ylittävän jonkin kaasujättiläisen Hill-pallon seuraavien 10 myrin [6] aikana , jotta kentaurit voidaan katsotaan hajallaan suuntautuneiksi sisäisten aurinkokunnan esineiden, jotka vuorovaikuttavat voimakkaammin ja hajoavat nopeammin kuin tyypilliset hajallaan olevat levykohteet.
Vuonna 2018 löydettiin yli 400 kentauria [7] , mutta niiden lisäksi on 91 muuta transneptunista objektia (TNO), joiden puolipääakseli on Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella ( ), mutta joiden periheli on lähempänä kuin Uranuksen kiertorata ( ) [8] . Tarkkaa päätöstä kentaurien luokittelusta ei ole vielä tehty, mutta Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton nimistökomitea on määrittänyt tällaisten esineiden nimeämissäännöt. Niiden mukaan kappaleet, joilla on epävakaat ja ei-resonoivat kiertoradat, jotka ylittävät suurten planeettojen kiertoradat sekä ovat TNO-siirtymäkiertoratoja ja komeettoja, tulisi nimetä ihmissusiin liittyvien myyttisten olentojen ja niitä merkitykseltään läheisten hahmojen mukaan. Tähän mennessä vain kaksi objektia ( (42355) Typhon ja (65489) Keto ) on nimetty tämän säännön mukaisesti [9] .
Eri lähteiden luokittelueroista johtuen jotkin kohteet voivat kuulua eri ryhmiin. Tällaisia kohteita ovat esimerkiksi asteroidi (944) Hidalgo , joka löydettiin vuonna 1920 ja jonka Jet Propulsion Laboratory on luokitellut kentaureiksi; asteroidi (44594) 1999 OX3 , jonka puolipääakseli on 32 AU e., mutta ylittää Uranuksen ja Neptunuksen kiertoradat, määrättiin ulompiin kentaureihin, mutta jo DES -luokituksen puitteissa ; ja sisäisistä voidaan mainita (434620) 2005 VD , jonka periheli on hyvin lähellä Jupiterin kiertorataa.
Amerikkalaisen tähtitieteilijän Michael Brownin mukaan jotkin suuret kentaurit, joilla on mitattu halkaisija ( (2060) Chiron , (54598) Bienor ja (10199) Chariklo , ansaitsevat kääpiöplaneettojen ehdokkaiden aseman [10] .
Oikealla oleva kaavio havainnollistaa tunnettujen kentaurien kiertoradat suhteessa planeettojen kiertoradoihin (kuvan alareunassa). Kohde luokitellaan kentauriksi, jos se sijaitsee Jupiterin ja Neptunuksen kiertoradan välissä. Valittujen kohteiden kiertoradan epäkeskisyyttä edustavat punaiset viivat, jotka osoittavat kentaurien alueen Auringosta (periheliosta afelioniin).
Kuten kaaviosta voidaan nähdä, kiertoradan venymän (epäkeskisyyden) arvot eri kentaureille ovat hyvin erilaisia: lähes pyöreästä (52872) Okiroi , (32532) Terei ja (10199) Chariklo vahvasti pidentyneeseen (5145) Fol , (7066) Ness , (8405) Asbol ja (55576) Amik .
Kentaurin kiertoradan parametrien täyden valikoiman havainnollistamiseksi epätavallisimpien kiertoradat on korostettu keltaisella:
Koska kentaurit liikkuvat kiertoradan resonanssivyöhykkeillä , niiden kiertoradat ovat erittäin epävakaita - näillä kiertoradoilla vietetyt aika keskimäärin on 1-10 miljoonaa vuotta [12] . Esimerkiksi asteroidi (8405) Asbol on voimakkaassa kiertoradalla resonanssissa Uranus 3:4:n [1] kanssa . Niiden kiertoradan dynamiikkaa koskevat tutkimukset osoittavat, että kentaurien kiertoradat ovat todennäköisesti välivaiheessa Jupiter-suvun komeettojen ja Kuiper-vyön objektien kiertoradan välillä. Kentaurit voivat sinkoutua jälkimmäisestä gravitaatiohäiriöiden seurauksena ja siirtyä kaoottiselle kiertoradalle, joka leikkaa yhden tai useamman jättiläisplaneetan kiertoradat. Niiden kiertoradan parametrit kuitenkin muuttuvat jatkuvasti ja nopeasti, koska jatkuvat lähestymiset suurille planeetoille. Näiden muutosten aikana jotkut kentaurit kehittyvät kohti Jupiterin kiertoradan leikkauskohtaa - minkä seurauksena niiden periheeli siirtyy aurinkokunnan sisäosaan ja ne siirtyvät Jupiterin aktiivisten komeettojen ryhmään. perhe ja lopulta törmäävät Auringon tai planeetan kanssa; toiset yksinkertaisesti heitetään tähtienväliseen avaruuteen tai Oort-pilveen johtuen liian läheltä yhtä suurista planeetoista.
Kentaurien suuri syrjäisyys ja suhteellisen pieni koko sulkevat pois mahdollisuuden tutkia niiden pintaa yksityiskohtaisesti, mutta esineen väriindeksin ja spektrin tutkimus voi antaa tietoa pinnan koostumuksesta ja kentaurin alkuperästä.
Kentaurien pintavärit ovat melko erilaisia, mutta ne eivät liity millään tavalla vesijään läsnäoloon tai kiertoradan parametreihin, mikä vaikeuttaa suuresti näiden esineiden pinnan koostumuksen mallin rakentamista [13] . Oikeanpuoleinen värimaailma on rakennettu väriindikaattoreiden perusteella , nimittäin sinisen ja punaisen värisuodattimen näennäisen suuruuden suhteen. Kaavio havainnollistaa nämä erot liioiteltuissa sävyissä kaikille kentaureille, joilla on tunnetut väriarvot. Samassa kaaviossa värit on esitetty vertailun vuoksi Tritonin ja Phoeben satelliittien toisella puolella ja toisella puolella Mars -planeetta (mitat eivät ole mittakaavassa).
Värin mukaan kentaurit on jaettu kahteen melko selkeään luokkaan: punertaviin (5145) Foul ja siniharmaisiin (2060) Chiron .
On olemassa monia teorioita, jotka selittävät tämän värieron, mutta ne kaikki voidaan jakaa kahteen ryhmään:
Esimerkkejä toisesta kategoriasta ovat kentauri (5145) Foul, jonka punertava väri saattaa johtua säteilyn vaikutuksesta sen pinnalla oleviin yksinkertaisimpiin orgaanisiin yhdisteisiin, ja kentauri (2060) Chiron, joka johtuu veden läsnäolosta. sen pinnalla oleva jää osoittaa ajoittain komeetan toiminnan merkkejä ja värjää pinnan siniharmaaksi. Kentaurien aktiivisuuden ja värin välillä ei kuitenkaan löydetty korrelaatiota, koska aktiivisten kentaurien joukossa on esineitä sekä harmaasinisisiä ((2060) Chiron) että punaisia ( 166P/NEAT ) [14] . Toisaalta kentauri (5145) Foulin väri voi johtua siitä, että se on vasta äskettäin poistunut Kuiper-vyöhykkeestä, eikä sen pinta yksinkertaisesti ehtinyt muuttua muuttuneiden ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta.
Asiantuntijat ehdottavat useita mahdollisia tapoja tällaisille muunnoksille: punoitusta säteilyn seurauksena ja punoitusta pintakivien törmäyksistä ja murskaamisesta [15] [16] .
Kentaurien spektrit tulkitaan usein epäselvästi pinnan hiukkaskokojen ja muiden tekijöiden vuoksi. Kuten värienkin tapauksessa, havaitut spektrit voivat vastata useita eri malleja kerralla. Ne antavat kuitenkin käsityksen pinnan koostumuksesta.
Spektritutkimusten ansiosta monien kentaurien pinnan koostumuksesta löydettiin jälkiä vesijäästä (esimerkiksi kentaurit (2060) Chiron, (10199) Chariklo ja (5145) Phol). Vesijään lisäksi näiden kappaleiden koostumuksesta löydettiin useita epätavallisia yhdisteitä:
Chiron on paljon monimutkaisempi tapaus. Havaitut spektrit muuttuvat havaintojakson mukaan. Vesijään jälkiä kirjattiin komeetan alhaisen aktiivisuuden aikoina, mutta ne katosivat korkean aktiivisuuden aikana [17] [18] [19] .
Kentauri (2060) Chironin havainnot vuosina 1988 ja 1989 sen perihelion lähellä osoittivat komeetan toiminnan läsnäolon tässä kehossa sen pinnalta haihtuvien kaasu- ja pölypilvien muodossa. Tällä hetkellä se on siis virallisesti luokiteltu sekä asteroidiksi että komeetoksi, vaikka se onkin kooltaan paljon suurempi kuin komeetta, ja sillä on myös muita pieniä eroja komeetoihin. Myöhemmin löydettiin vielä kaksi kentauria, joilla oli komeetan aktiivisuutta: (60558) Echekl ja 166P/NEAT . 166P/NEAT löydettiin juuri komeetan toiminnan ilmentyessä, joten se tunnistettiin alun perin komeetoksi, ja vasta sitten sen kiertoradan laskennassa havaittiin, että se vastaa kentaurien kiertoradat. (60558) Ehekl ei osoittanut komeetan aktiivisuutta löytöhetkellä ja aktivoitui vasta jonkin ajan kuluttua [21] .
Hiilimonoksidia havaittiin Eheklalla [22] ja Chironilla [23] hyvin pieni määrä, kuitenkin laskelmat osoittivat, että sen haihtumisen intensiteetti on melko yhdenmukainen havaitun kooman kanssa. Samaan aikaan, vaikka koko on paljon suurempi kuin komeettojen, Echeklan ja Chironin havaittu komeettojen kokonaisaktiivisuus on paljon pienempi kuin komeetan 29P / Schwassmann-Wachmann , jonka jotkut tähtitieteilijät myös usein pitävät kentaureista.
Yleisesti ottaen kiertoratasuunnitelmassa kentaurien ja komeettojen välillä ei ole selvää eroa. Siten komeetat 38P/Stefan-Oterma ja 29P/Schwassmann-Wachmann, jotka ovat pohjimmiltaan klassisia komeettoja, liikkuvat tyypillisillä kentaurien kiertoradoilla. Tämän vuoksi jotkut tähtitieteilijät myös sijoittavat ne tähän luokkaan. Komeetta 39P/Oterma oli aktiivinen vuoteen 1963 asti, jolloin se joutui voimakkaan Jupiterin painovoiman vaikutuksen alaisena [24] . Myös melko heikko komeetta Stefan-Oterma lakkaisi todennäköisesti komeetan aktiivisuudesta, jos sen periheli siirtyisi Jupiterin kiertoradan ulkopuolelle. Komeetta 78P/Gerels siirtyy gravitaatiohäiriöiden seurauksena Jupiterin kiertoradan ulkopuolelle vuoteen 2200 mennessä ja myös lakkaa osoittamasta komeetan aktiivisuutta ja muuttuu siten tyypilliseksi kentauriksi.
Kentaurien kiertoradan kehityksen tutkiminen on viime aikoina johtanut lukuisiin odottamattomiin löytöihin, mutta niiden alkuperästä ei ole vieläkään mahdollista rakentaa selkeää mallia, koska näiden kappaleiden fysikaalisista parametreista on vain vähän tietoja.
Mallintaminen osoittaa, että yksi kentaurien päälähteistä on Kuiperin vyö, josta ne voivat sinkoutua gravitaatiohäiriöiden seurauksena. Hajallaan olevan kiekon sisäosa voi joissain tapauksissa olla myös tämän tyyppisten esineiden lähde, mutta niiden värit eivät sovi kentaurien kaksiväriseen malliin. Mutta samanlaisessa värimaailmassa on plutinokappaleita , jotka ovat kiertoradalla resonanssissa Neptunuksen kanssa . Oletetaan, että Pluton aiheuttamien gravitaatiohäiriöiden vuoksi kaikilla plutinoilla ei voi olla vakaat kiertoradat, mutta useita tämän oletuksen kohtia on vielä selitettävä yksityiskohtaisemmin [25] .
Nimi | Päiväntasaajan halkaisija, km | Pääpuoliakseli, a. e. | Perihelion, a. e. | Aphelios, a. e. | avata | Huomautuksia |
---|---|---|---|---|---|---|
(2060) Chiron | 218 ± 20 | 13.710 | 8.449 | 18.891 | 1977 | Saattaa olla sormuksia [26] |
(5145) Virhe (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 | Suurin kentauri. 26. maaliskuuta 2014 ilmoitettiin kahden renkaan löytämisestä Chariklon ympäriltä [27] |
(54598) Beenor | 207 | 16,564 | 13.250 | 19,879 | 2000 | |
(55576) Amik | 100.9 | 25.157 | 15.198 | 35.116 | 2002 |
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
aurinkokunta | |
---|---|
Keskitähti ja planeetat _ | |
kääpiöplaneetat | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Sedna Orc Quaoar Ase-ase 2002 MS 4 |
Suuret satelliitit | |
Satelliitit / renkaat | Maa / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Orca quawara |
Ensimmäiset löydetyt asteroidit | |
Pienet ruumiit | |
keinotekoisia esineitä | |
Hypoteettiset esineet |
|