Keнтaвpы – лeдяныe acтepoиды (плaнeтeзимaли), pacпoлoжeнныe мeжду Юпитepoм и Heптунoм. Oни пepeceкaют opбиту oднoй или нecкoлькиx гaзoвыx гигaнтoв нa пути вoкpуг Coлнцa. Bзaимoдeйcтвиe c этими внeшними плaнeтaми пpивoдит к пocтoяннoй пpиpoднoй нecтaбильнocти opбит кeнтaвpoв. Пo этoй пpичинe иx cчитaют oбъeктaми, кoтopыe были выбpoшeны из Пoяca Koйпepa (тoчнee гoвopя, из pacceяннoгo диcкa) и cкopo будут вытoлкнуты из Coлнeчнoй cиcтeмы, или нaxoдятcя в пpoцecce пepexoдa из paзpядa oбъeктoв Пoяca Koйпepa в кoмeты ceмьи Юпитepa.
Oб иx пpoиcxoждeнии из Пoяca Koйпepa cвидeтeльcтвуeт тo, чтo у ниx cxoдныe paзмepы, cпeктpaльныe cвoйcтвa и цвeтoвaя гaммa oбъeктoв Пoяca Koйпepa. Финaльнoe пpeвpaщeниe в кoмeту ceмьи Юпитepa (нeдoлгoвeчнaя кoмeтa, кoтopaя, кaк cчитaeтcя, тoжe пoявилacь из Пoяca Koйпepa) пoдcкaзaнo нaблюдeниями зa пepвым oткpытым Keнтaвpoм – Xиpoнoм.
Изнaчaльнo oтнeceнный в paзpяд acтepoидoв, Xиpoн зaтeм oбзaвeлcя coбcтвeнным кoмeтapным oблaкoм из пыли и гaзa и тeпepь cчитaeтcя и acтepoидoм, и кoмeтoй. Boзмoжнocть двoйнoй клaccификaции (в кaчecтвe и acтepoидa, и кoмeты) пoдcкaзaлa нaзвaниe вceй гpуппы. Keнтaвp – пoлучeлoвeк-пoлукoнь из гpeчecкoй мифoлoгии.
Кента́вры – группа астероидов, находящихся между орбитами Юпитера и Нептуна, переходная по свойствам между астероидами главного пояса и объектами пояса Койпера (также по некоторым свойствам похожи на кометы). Они имеют нестабильные, порой сильно вытянутые орбиты, поскольку пересекают орбиты одного или сразу нескольких планет-гигантов. Вследствие этого динамическая жизнь кентавров составляет всего несколько миллионов лет, поскольку крупные планеты просто выталкивают эти объекты со своих орбит гравитацией. Было подсчитано, что в Солнечной системе существует около 44000 кентавров с диаметром более 1 км.
Первый кентавр (944) Идальго был обнаружен ещё в 1920 году, однако, несмотря на свою необычную орбиту, он не был выделен в отдельную группу объектов до 1977 года, когда Чарльзом Ковалем был открыт астероид (2060) Хирон с похожими характеристиками орбиты. Крупнейшим подтверждённым кентавром является (10199) Харикло, диаметр которого составляет около 260 км. Но главной его особенностью является система колец, которая является уникальным явлением для астероида. Кроме этого, потерянный объект 1995 SN55 может быть несколько больше.
Пока что ни один кентавр не был сфотографирован с близкого расстояния, за исключением спутника Сатурна Фебы, заснятого в 2004 году АМС Кассини-Гюйгенс, который по некоторым данным может быть бывшим кентавром, захваченным планетой; а также некоторых данных, которые удалось получить благодаря телескопу Хаббл о поверхности кентавра (8405) Асбол.
По своим физическим характеристикам кентавры представляют собой переходный класс от астероидов к кометам. Поскольку их поверхность богата летучими веществами, при достаточном сближении с Солнцем любой кентавр начал бы проявлять кометную активность. На 2017 год известно о трёх объектах, у которых вблизи перигелия зафиксировано появление комы: (2060) Хирон, (60558) Эхекл и 166P/NEAT; ещё два объекта – (52872) Окироя и (471512) 2012 CG – подозреваются в подобной активности.
Классическое определение кентавров гласит, что это небольшое тело, которое обращается вокруг Солнца между орбитами Юпитера и Нептуна, при этом пересекая орбиты одной или нескольких планет-гигантов. Из-за долгосрочной нестабильности орбит, присущей этой области, даже такие объекты как 2000 GM137 и 2001 ХZ255, которые в настоящее время не пересекают орбиту ни одной планеты, всё равно относятся к данной группе, поскольку возмущения со стороны планет-гигантов всё равно неминуемо приведут к тому, что эти объекты начнут пересекать их орбиты.
Однако разные организации имеют несколько различные критерии для классификации подобных объектов на основе их орбитальных элементов:
• Центр малых планет – перигелий кентавров за пределами орбиты Юпитера, большая полуось меньше, чем у Нептуна. В настоящее время ЦМП часто объединяет кентавры и объекты рассеянного диска в одну группу.
• Лаборатория реактивного движения – большая полуось кентавров за пределами орбиты Юпитера, но не дальше орбиты Нептуна.
• Глубокий обзор эклиптики (DES) – определяет кентавры, используя динамическую классификационную схему, основанную на моделировании изменений орбиты астероида на 10 млн лет вперёд. Согласно данной схеме, кентаврами являются нерезонансные объекты, чей перигелий меньше большой полуоси Нептуна на протяжении всего времени моделирования. Данное определение предполагает сравнительно короткое время нахождения на данной орбите.
На 2018 год было открыто более 400 кентавров, но помимо них существует ещё 91 Транснептуновый объект (ТНО) с большой полуосью за орбитой Нептуна, но с перигелием ближе орбиты Урана. Конкретного решения по классификации кентавров пока не было принято, но комитетом по номенклатуре Международного астрономического союза были определены правила наименования для таких объектов. Согласно им, тела с нестабильными и нерезонансными орбитами, пересекающие орбиты крупных планет, а также являющиеся переходными орбитами ТНО и кометами, должны именоваться в честь мифических существ, связанных с оборотнями и персонажами близкими им по смыслу. Пока только два объекта ((42355) Тифон и (65489) Кето) были названы в соответствии с этим правилом.
Большая удалённость и относительно небольшой размер кентавров исключают возможность подробного изучения их поверхности, однако изучение цветового индекса и спектра объекта может дать информацию о составе поверхности и происхождении кентавра.
Цвета поверхности кентавров довольно разнообразны, но при этом никак не взаимосвязаны ни с наличием водяного льда, ни с орбитальными параметрами, что сильно затрудняет построение модели состава поверхности этих объектов. По цвету кентавры разделяются на два довольно чётких класса: красноватые (5145) Фол и сине-серые (2060) Хирон.
Существует множество теорий, объясняющих эту разницу в цвете, но их все можно разделить на две группы:
• цветовое различие вытекает из разницы в происхождении и/или состав кентавра;
• цветовое различие отражает разный уровень космического выветривания от радиации и/или кометную активность.
В качестве примеров второй категории могут выступать кентавр (5145) Фол, красноватый цвет которого может быть обусловлен воздействием радиации на простейшие органические соединения, присутствующие в составе его поверхности, и кентавр (2060) Хирон, который из-за присутствия в составе своей поверхности водяного льда периодически проявляет признаки кометной активности, окрашивая поверхность в сине-серый цвет.
Однако какой-либо взаимосвязи между активностью и цветом кентавров не обнаружено, поскольку среди активных кентавров встречаются объекты как серо-синего ((2060) Хирон), так и красного (166P/NEAT) цвета. С другой стороны, цвет кентавра (5145) Фол может быть обусловлен тем, что он лишь недавно покинул пояс Койпера и потому его поверхность просто не успела трансформироваться под действием изменившихся условий среды.
Специалисты предполагают несколько возможных путей таких трансформаций: покраснение в результате радиации и покраснение в результате столкновений и дробления поверхностных пород.
Спектры кентавров зачастую интерпретируются неоднозначно, что связано с размерами частиц на поверхности и другими факторами. Как и в случае с цветами, наблюдаемые спектры могут соответствовать сразу нескольким различным моделям. Тем не менее, они позволяют получить представление о составе поверхности.
Благодаря спектральным исследованиям у многих кентавров в составе поверхности были обнаружены следы водяного льда (например, у кентавров (2060) Хирон, (10199) Харикло и (5145) Фол). Помимо водяного льда в составе этих тел были обнаружен ряд необычных соединений:
• у Харикло – смесь толинов с аморфным углеродом;
• у Фола – смесь толинов, сажи, оливина и метанолового льда;
• у Окирои – смесь керогена с оливином и водяным льдом;
• у Асбола – смесь толинов и аморфного углерода.
Хирон представляет собой куда более сложный случай. Наблюдаемые спектры меняются в зависимости от периода наблюдений. Следы водяного льда были зафиксированы в период низкой кометной активности, но исчезали в период высокой.
Наблюдения кентавра (2060) Хирон в 1988 и 1989 годах вблизи его перигелия показали наличие кометной активности у этого тела в виде облаков газа и пыли, испаряющихся с его поверхности. Таким образом, на данный момент он официально классифицирован и как астероид и как комета, хотя по размеру он гораздо больше, чем комета, к тому же у него есть и другие мелкие отличия от комет.
В дальнейшем были обнаружены ещё два кентавра с кометной активностью: (60558) Эхекл и 166P/NEAT. 166P/NEAT был обнаружен именно во время проявления кометной активности, поэтому первоначально был идентифицирован как комета и лишь затем, в ходе расчёта его орбиты было обнаружено, что она соответствует орбитам кентавров. (60558) Эхекл же в момент обнаружения никакой кометной активности не проявлял и стал активным лишь спустя какое то время.
Угарный газ был обнаружен на Эхекле и Хироне в очень небольшом количестве, тем не менее расчёты показали, что интенсивность его испарения вполне соответствует наблюдаемой коме. При этом несмотря на значительно большие, чем у комет, размеры, суммарная наблюдаемая кометная активность у Эхекла и Хирона значительно ниже, чем у кометы 29P/Швассмана–Вахмана, которую некоторые астрономы также часто относят к кентаврам.
Вообще в орбитальном плане чёткого различия между кентаврами и кометами не существует. Так, кометы 38P/Стефан–Отерма и 29P/Швассмана–Вахмана, являясь по сути классическими кометами, движутся по типичным орбитам кентавров. Из-за этого некоторые астрономы также относят их к этому классу. Комета 39P/Отерма была активной вплоть до 1963 года, когда она подверглась мощному гравитационному воздействию со стороны Юпитера. Довольно слабая комета Стефана–Отерма также, вероятно, перестала бы проявлять кометную активность, если бы её перигелий сместился бы за орбиту Юпитера. Комета 78P/Герельса в результате гравитационных возмущений к 2200 году мигрирует за пределы орбиты Юпитера и тоже перестанет проявлять кометную активность, превратившись тем самым в типичного кентавра.
Изучение развития орбит кентавров в последнее время привело к большому количеству неожиданных открытий, однако построить чёткую модель их происхождения по прежнему не удаётся из-за ограниченности данных о физических параметрах этих тел.
Моделирование показывает, что одним из основных источников кентавров является пояс Койпера, из которого они могут быть выброшены в результате гравитационных возмущений. Внутренняя часть рассеянного диска также в некоторых случаях может служить источником данного типа объектов, но их цвета не вписываются в двухцветную схему кентавров. Зато похожую цветовую схему имеют плутино – тела, находящиеся в орбитальном резонансе с Нептуном. Предполагается, что из-за гравитационных возмущений со стороны Плутона не у всех плутино орбиты могут быть стабильны, однако ряд моментов в этом предположении ещё нуждаются в более подробном объяснении.
В некоторых кентаврах заподозрили межзвездных пришельцев. Одним из главных признаков этого астрономы считают то, что у этих астероидов очень необычные орбиты.
Астрономы предположили, что как минимум 19 астероидов – 17 из группы кентавров и 2 транснептуновых объекта – могли попасть в Солнечную систему из других звездных систем. Об этом говорят их странные орбиты и моделирование, которое провели ученые.
Согласно современным представлениям, Солнечная система образовалась около 4,6 млрд лет назад из гигантского облака из газа и пыли. Постепенно в его центре сформировалось Солнце, вокруг которого вращался огромный газопылевой диск. Из него впоследствии образовались планеты нашей системы, а также более мелкие объекты.
Сейчас большинство тел Солнечной системы вращается в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Однако некоторые объекты двигаются по совершенно иным траекториям, которые лежат в плоскости, практически перпендикулярной плоскости эклиптики. Более того – многие из этих траекторий очень вытянуты, а некоторые пересекают орбиты планет гигантов. Это может говорить о том, что подобные тела могли образоваться особым образом, совсем не так, как большинство объектов Солнечной системы.
Это необычное свойство привлекло внимание астрономов, которые решили пристальнее изучить эти небесные тела и выяснить, почему они движутся по таким необычным траекториям. В 2018 году Фатхи Намуни из Франции и Елена Мораиш из Бразилии обратили внимание на астероид Каэпаокаавела (2015 BZ509), который вращается вокруг Солнца по близкой к Юпитеру орбите.
Расчеты ученых показали, что этот астероид попал в окрестности Солнца из системы другой звезды. Астрономы предположили, что среди похожих на Каэпаокаавелу объектов могут быть и другие межзвездные астероиды. Поэтому они решили смоделировать движение еще 19 подобных объектов. Два из них – это транснептуновые объекты 2008 KV42 (471325) 2011 KT19, орбиты которых лежат за Нептуном, остальные 17 – астероиды-кентавры.
Так астрономы называют группу астероидов, орбиты которых находятся между Юпитером и Нептуном. По своим свойствам они занимаются промежуточное положение между астероидами главного пояса и пояса Койпера.
С помощью компьютерных симуляций ученые как бы заглянули в прошлое Солнечной системы. Их расчеты показали, что эти 19 объектов не были частью протопланетного диска, из которого образовались Юпитер, Марс, Земля и другие планеты, а также астероиды главного пояса и пояса Койпера. Вероятно, они образовались около другой звезды, и в какой-то момент гравитация Солнца притянула их в нашу систему.
К сожалению, сказать что-то более определенное о том, откуда именно и когда эти астероиды попали в Солнечную систему, астрономы не могут. "Мы не можем утверждать, что эти астероиды были захвачены у какой-то одной звезды, – рассказал Намуни. – Они могли быть захвачены у различных звезд в разное время".
Угроза, которую космические объекты представляют для нашей планеты, может быть больше, чем принято считать. Такое опасение высказали специалисты Букингемского университета. По их мнению, особую опасность таят в себе не объекты, расположенные в пределах пояса астероидов между Марсом и Юпитером, а гораздо более отдалённые от нас космические тела – так называемые астероиды-кентавры.
Астероиды-кентавры на западе принято обозначать как «кометы-кентавры». Эти космические объекты представляют собой шары из льда и пыли, диаметр которых, как правило, составляет от 50 до 100 километров. Они перемещаются по крайне нестабильной орбите и время от времени оказываются под воздействием гравитационных полей газовых гигантов – Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
Примерно раз в 40-100 тысяч лет одно из этих гравитационных полей «забрасывает» астероид в сторону Земли. По мере приближения к Солнцу он постепенно распадается, оставляя за собой «хвост» из обломков, столкновение которых с Землёй, по словам учёных, в результате оказывается неизбежно. Бомбардировка нашей планеты кометами, отколовшимися от астероида-кентавра, вероятно, будет продолжаться до сотни тысяч лет, и многие из этих комет могут оказаться достаточно велики, чтобы вызвать на Земле различные катаклизмы.
Как утверждают учёные, любой из астероидов-кентавров имеет большую массу, чем все открытые на сегодняшний день астероиды, которые могут столкнуться с Землёй, вместе взятые. «Три десятилетия мы посвятили доскональному изучению вопроса, каковы шансы столкновения Земли с астероидами, – рассказывает Билл Напье, ведущий автор исследования. – Мы пришли к выводу, что нам следует следить не только за астероидами “по соседству”, но и за теми, что расположены дальше орбиты Юпитера». По словам учёного, если полученные его командой выводы верны, человечеству нужно как можно скорее начать собирать дополнительную информацию об астероидах-кентаврах на случай, если один из них станет реальной угрозой для жителей планеты.
Бомбардировка кометами – одна из версий, объясняющих многие ключевые события в истории Земли, включая возникновение на ней жизни и вымирание динозавров.
Обсуждение возможного периодического усиления метеоритной бомбардировки Земли ведётся астрономами уже довольно давно. Признаки такого усиления пытаются найти в массовых вымираниях, случавшихся в истории нашей планеты, или в том, что крупные кратеры на поверхности планеты иногда якобы возникали на протяжении относительно коротких интервалов времени, за которыми следовали длительные перерывы.
Британские астрофизики являются последовательными сторонниками этой идеи, но широкого распространения она в астрономическом сообществе так и не получила – слишком бедна статистика, на основании которой они делают свои выводы.
В обозримом будущем ни одно крупное космическое тело ни из окрестностей Земли, ни со стороны астероидов-кентавров нам не угрожает. Кроме того, крупная комета – весьма заметное тело, так что о её приближении мы будем знать заблаговременно.
Не хотелось бы, чтобы из этой чисто теоретической работы выросла очередная интернет-страшилка.
|