Глубоко в солнечной системе, между Юпитером и Нептуном, таятся тысячи маленьких глыб льда и камней. Иногда один из них натыкается на орбиту Юпитера, попадает в ловушку и устремляется во внутреннюю часть Солнечной системы — к Солнцу и к нам.
Считается, что это источник многих комет, которые в конечном итоге проходят мимо Земли. Новое исследование раскрывает динамику этой малоизученной системы. Среди выводов: космический корабль можно было бы долететь до Юпитера, подождать на орбите Юпитера, пока один из этих объектов не попадет в гравитационный колодец планеты, и совершить поездку с объектом, чтобы наблюдать, как он становится кометой в режиме реального времени.
Отчасти благодаря открытиям нескольких крупных поясов астероидов, ученые за последние 50 лет пересмотрели свои теории о том, как возникла наша Солнечная система. Вместо того, чтобы спокойно эволюционировать на одном месте большие планеты, они теперь представляют систему, которая была бы гораздо более динамичной и нестабильной — куски льда и камня разбросаны и врезались друг в друга, переформируясь и перемещаясь в пределах Солнечной системы.
Многие из этих объектов со временем объединились в восемь больших планет, но другие остаются разрозненными и разбросанными в нескольких регионах космоса.
Ученые хорошо знакомы с поясом астероидов возле Марса, а также с более крупным поясом за Нептуном, который называется поясом Койпера. Но между Юпитером и Нептуном скрывается другая, менее известная популяция объектов, называемых кентаврами (названных в честь мифических гибридных существ из-за их классификации ровно посередине между астероидами и кометами).
Иногда эти кентавры засасываются внутрь солнечной системы и становятся кометами. Эти объекты очень старые, они содержат лед с первых дней существования Солнечной системы, который никогда не таял. Когда объект приближается к солнцу, лед испаряется и образует красивые длинные хвосты.
В новом исследовании ученые изучили популяцию кентавров и механизмы, с помощью которых эти объекты иногда становятся кометами, направляющимися к Солнцу. По их оценкам, около половины кентавров, превратившихся в кометы, перемещаются во внутреннюю часть Солнечной системы, взаимодействуя с орбитами Юпитера и Сатурна. Другая половина подходит слишком близко к Юпитеру, затем попадает на его орбиту и отбрасывается к центру Солнечной системы.
Последний механизм предложил идеальный способ лучше рассмотреть эти будущие кометы: космические агентства, по словам ученых, могут отправить космический корабль к Юпитеру и заставить его находиться на орбите до тех пор, пока кентавр не столкнется с орбитой Юпитера. Затем космический корабль мог бы совершить поездку рядом с кентавром, направляясь к Солнцу, делая измерения на всем пути, пока он превращается в комету.
Это красивый, но разрушительный процесс: эффектный хвост кометы образуется из-за того, что ее лед выгорает при повышении температуры. Лед в кометах состоит из разных видов молекул и газов, каждый из которых начинает гореть в разных точках на пути к Солнцу. Изучая этот хвост, космический корабль мог узнать, из чего состоит комета.
По словам ученых, хотя идея кажется сложной, у NASA и других космических агентств уже есть технологии для ее реализации. Космические корабли регулярно выходят во внешние области Солнечной системы. Миссия NASA Juno, в настоящее время делающая фотографии Юпитера, потратила всего пять лет, чтобы добраться туда. Другие недавние миссии также показывают, что можно посещать объекты, даже когда они движутся: OSIRIS-REx посетил астероид в 200 миллионах миль, а японский космический корабль Hayabusa 2 привез несколько камней с другого астероида.
Есть даже возможная цель: полтора года назад ученые обнаружили, что один из кентавров, названный LD2, вероятно, будет затянут на орбиту Юпитера примерно в 2063 году. А по мере того, как телескопы станут более мощными, ученые вскоре могут обнаружить гораздо больше.
