Троянский кентавр

В начале лета 2020 года астрономы обнаружили необычный малый объект в необычном месте Солнечной системы — комету на орбите Юпитера. Сначала его заметили два телескопа системы предупреждения об опасных астероидах Гавайского университета. Поиск в архивах обзорного каталога переменных небесных источников «Zwicky Transient Facility» показал, что найденный объект (его назвали P/2019 LD2) проявлял кометную активность уже с апреля 2020 года. Последующие наблюдения другой обсерватории США подтвердили этот факт. Так астрономы доказали: среди троянских астероидов Юпитера есть комета.

Напомним, что троянами называют малые тела, движущиеся по орбите планеты с опережением ее на шестьдесят градусов, они собраны в одной из так называемых точек Лагранжа. Это область орбиты, где центробежная и гравитационные силы Солнца и Юпитера компенсированы, поэтому малое тело может здесь остаться надолго. В симметричной орбитальной области позади планеты пребывают греки, другая группа малых астероидов. Принято считать, что все они захвачены при пролете мимо Юпитера и заброшены в эти точки его гравитационным полем. Комет здесь прежде никогда не наблюдали.

Новому удивительному явлению посвящена статья полусотни астрономов под руководством Брюса Болина из Калифорнийского технологического института. В ней обобщены и проанализированы данные о характеристиках LD2, собранные шестью различными телескопами. Оказалось, что ядро LD2 размером от 200 до 1800 м выбрасывает струи пыли и газа в свою кому, то есть атмосферу. Благодаря дегазации у объекта есть кометный хвост, простирающийся более чем на полмиллиона километров.

Детали строения хвоста и комы различил космический телескоп Хаббл, а состав оценил телескоп Спитцер. Размер выбрасываемых частиц пыли около ста микрон, скорость выбросов — один метр в секунду. Удивительна активность на таком большом расстоянии от Солнца, ведь его света недостаточно для сублимации льда, которая, по общепринятым представлениям, вызывает дегазацию и образование хвоста у комет. Обычно кометы становятся активны на расстояниях в два с лишним раза меньших. Ученые предполагают, что причиной может быть испарение не водяного льда, а моно- и диоксида углерода, также присутствующих в хвосте и коме LD2.

Исследователи сделали вывод, что объект принадлежит к группе кентавров. Эти астероиды проявляют свойства комет, а обращаются по нестабильным вытянутым орбитам между Юпитером и Нептуном. Считается, что такой кентавр состоит из замерзшего углекислого и угарного газов — линии их конденсации как раз расположены между орбитами этих планет. Вода же замерзает ближе к Солнцу, между Юпитером и Марсом.

Чтобы попасть в плен, кентавр LD2 должен был выйти на орбиту Юпитера по очень специфической траектории. Болин говорит, что, скорее всего, около двух лет назад ее при сближении исказил Юпитер. Ученые рассчитали, что если кентавр уйдет из точки Лагранжа, он очень быстро, примерно через два года снова может сблизиться с Юпитером, будет им выброшен и продолжит свое движение внутрь Солнечной системы. В ближайшие полмиллиарда лет это уход случится с вероятностью 90%.

The Astronomical Journal, 11 февраля 2021 года