2 december 2021

Planetair onderzoekers simuleren transformatie van asteroïde naar komeet

Een team planetair wetenschappers van NASA/JPL en de Universiteit van Chicago heeft met behulp van computermodellen nauwkeurig het transformatieproces van asteroïde naar komeet kunnen simuleren. Het nieuwe onderzoek legt de dynamiek uit van dit complexe systeem dat wetenschappers meer moet leren over de samenstelling van kometen en de vorming van aardachtige planeten in ons zonnestelsel. Voor het onderzoek heeft dit team het dynamische proces van de Centauren-planetoïden, – dit zijn een soort hybriden, ze delen enkele kenmerken delen met zowel asteroïden als kometen – gemodelleerd en zo getracht te begrijpen hoe de overgang van asteroïde tot komeet tot stand komt. De Centauren is een groep ijzige ruimterotsen die rond de zon draaien bij de gasplaneten Jupiter en Saturnus. Van deze duizenden kleine brokken ijs en gesteente, worden enkele ingevangen in de baan van Jupiter, en richting het binnenste zonnestelsel geslingerd om te transformeren in kometen. Het onderzoek o.l.v. Darryl Segelman wordt gepubliceerd in The Planetary Science Journal, zie hier voor de preprint, arXiv.

Komeet ‘Siding Spring’ Credits; NASA/JPL, Caltech, UCLA

Wetenschappers zijn zeer bekend met de asteroïdengordel bij Mars, en ook met die in de Kuipergordel.
Echter de Centauren is een minder bekende populatie, en zijn zo genoemd daar ze een soort hybriden zijn, die enkele kenmerken delen met zowel asteroïden als kometen. Centauren zijn mogelijk onstaan bij deze voornoemde reuzenplaneten, maar weliswaar het grootste deel van hun bestaan hebben ze doorgebracht in de Kuipergordel, de ring buiten de baan van Neptunus. Gravitatie-interacties hebben de Centauren lang geleden daarheen gewerkt maar ook, relatief recent, weer teruggebracht.
Enkele van de Centauren ondergaan uiteindelijk nog een extra zwaartekrachtstoot die de objecten in de richting van de zon duwt. Deze objecten worden dan kometen, die coma’s en lange, fraaie staarten ontwikkelen als ze de zon naderen en opwarmen. Geschat wordt dat ongeveer de helft van de Centauren, door interactie met de banen van Jupiter en Saturnus naar het centrum van het zonnestelsel geslingerd. Seligman stelt: “Deze objecten zijn erg oud en bevatten ijs uit de vroege dagen van het zonnestelsel dat nooit is gesmolten. En zeer geschikt om de chemische samenstelling van objecten uit het verre zonnestelsel te onderzoeken.

NASA komeet missie EPOXI, flyby Credits; NASA

Mogelijk zouden toekomstige ruimtesondes dit proces over enkele decennia van dichtbij kunnen bestuderen. Een sonde zou naar Jupiter kunnen vliegen, in de baan van Jupiter wachten tot een van deze objecten in de zwaartekracht van de planeet terechtkomt, en ‘meereizen’ met het object om te zien hoe het in realtime een komeet wordt. Dit is een mooi maar destructief proces: de prachtige staart van een komeet wordt geproduceerd als het ijs ervan afbrandt als de temperatuur stijgt. Komeetijs bestaat uit verschillende soorten moleculen en gassen, die elk op verschillende punten op weg naar de zon beginnen op te branden. Seligman: “Je zou kunnen achterhalen waar typische komeetijsvorming plaatsvindt, en ook wat de gedetailleerde interne structuur is, iets dat lastig is te ontdekken met grondtelescopen.” Ook barst het oppervlak van de komeet als het opwarmt, waardoor pokdalingen en kraters ontstaan. Eenmaal in kaart gebracht, kun je aldus Seligman, de dynamiek van het zonnestelsel beter begrijpen, wat belangrijk is voor zaken als het vormen van aardachtige planeten in zonnestelsels, Mede dankzij de ontdekkingen van verschillende grote asteroïdengordels hebben wetenschappers de afgelopen 50 jaar hun theorieën over het ontstaan van ons zonnestelsel herzien. I.p.v. ontwikkeling op hun plaats, stelt men zich nu een veel dynamischer en onstabieler proces van vorming voor; stukken ijs en gesteente die verspreid en tegen elkaar aan botsen, zich opnieuw vormend en rondbewegend binnen het zonnestelsel. Veel van deze objecten vloeiden uiteindelijk samen in de acht grote planeten, maar andere blijven los en verspreid in verschillende gebieden van de ruimte.

Komeet P2019LD2 Hubble, publ. 21 februari 2021 Credits; NASA/HST

Seligman en zijn team identificeerden zelfs een mogelijk doelwit voor een ruimtemissie: een Centaur, de P/ 2019 LD2, die in 2063 dicht bij Jupiter zal cirkelen. Het team heeft berekend dat er een kans van meer dan 98% is, dat deze ontmoeting het object naar de zon zal duwen en het in een komeet zal veranderen. Hun berekeningen tonen verder aan dat een sonde die op de loer ligt in de buurt van Jupiter het object zou kunnen inhalen en een tijd meevliegen, zolang de sonde reeds op weg zou gaan in 2061 naar een van te voren bepaald ontmoetingspunt. En astronomen kunnen uiteraard ook nog andere Centauren identificeren die vóór 2063 zouden kunnen worden bezocht, aldus het team dat hoopt dat dergelijke doelen mogelijk kan worden ontdekt door het Vera C. Rubin Observatorium. Centauren zijn nooit eerder bezocht door een sonde, de missies van NASA’s Discovery-programma, dat relatief goedkope robotische planetaire exploratie verzorgt, koos niet voor Centaur-voorstellen. Bronnen; Universiteit van Chicago/Space.com/NASA/JPL/Astronomy

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.