Новое исследование показало, что до 60 процентов околоземных объектов могут быть «темными кометами» — странным классом объектов, обладающих характеристиками как астероидов, так и комет. Исследование опубликовано в журнале Icarus.
Кометы — это остатки пыли, льда и камней, оставшиеся после формирования Солнечной системы, обычно размером от 1 до 10 километров в поперечнике, и обычно вращающиеся вокруг Солнца по длинным орбитам. Их гораздо легче обнаружить, чем астероиды, из-за их хвостов, которые могут тянуться на десятки миллионов километров.
Когда кометы приближаются к Солнцу по своей орбите и нагреваются, они выделяют газ, теряя газ и позже (когда они еще ближе к Солнцу) пыль, которая образует их характерный след или кому. Это выделение газа действует как двигатель, слегка изменяя траекторию, вращение и скорость кометы. Это называется «негравитационным ускорением», поскольку это ускорение не возникает при падении в гравитационный колодец объектов в Солнечной системе.
Астероиды, между тем, также являются каменистыми (и металлическими) остатками тех ранних дней Солнечной системы, но не имеют льда комет, ни их отличительных следов. Они могут иметь размер от примерно 530 километров в диаметре до менее 10 метров в поперечнике и обычно находятся на более коротких орбитах.
Однако на практике космические объекты не так просто классифицировать. Например, межзвездный объект «Оумуамуа» продемонстрировал признаки негравитационного ускорения без сопутствующей комы, а недавнее исследование показало, что комета Цучиншань-АТЛАС также не стала ярче, как ожидалось, при приближении к Солнцу и, возможно, распадается на более мелкие «сгустки», хотя эти сгустки могут существовать недолго.
В новом исследовании были рассмотрены семь объектов, известных как «темные кометы», которые, по-видимому, ускоряются без помощи гравитационных колодцев, радиационного давления Солнца или эффекта Ярковского.
«Темные кометы находятся на околоземных орбитах и их не видно (отсюда и прозвище «темные»), но при этом испытывают негравитационные ускорения, которые несовместимы с радиационными эффектами», — пояснила группа в своем исследовании. «Выделение газа согласуется как с зарегистрированными ускорениями, так и с необнаружением комет. В дополнение к ускорениям и отсутствию темные кометы демонстрируют несколько других примечательных свойств — они, как правило, (1) малы (порядка 10 − 100 м), (2) быстро вращаются (0,046 − 1,99 ч и (3) ускоряются в нерадиальных направлениях».
Изучив эти объекты более внимательно, команда обнаружила, что они, скорее всего, представляют собой свободные скопления камней, которые образовались из более мелких объектов под воздействием гравитации.
«Во время этого перехода, и особенно в среде NEO, эти объекты-прародители подвергаются значительным негравитационным ускорениям, которые вызывают каскад вращательной фрагментации», — объясняет команда. «Получающиеся фрагменты будут продолжать раскручиваться и улетучиваться».
Поскольку фрагменты породы отбрасываются от основного тела, вращающий момент уменьшается.
В конце концов, крутящий момент будет недостаточным, чтобы раскрутить объект сверх критической скорости, и он будет устойчив к дальнейшему разрушению вращением. В этот момент фрагменты будут маленькими, быстро вращающимися и в основном испаряющимися.
Изучая предыдущие орбиты объектов с негравитационным ускорением, наблюдаемым у этих объектов, команда обнаружила, что они, вероятно, пришли из внутренней полосы пояса астероидов, что может помочь объяснить, как на Земле появилась вода.
«Мы думаем, что эти объекты пришли из внутреннего и/или внешнего главного пояса астероидов, и это подразумевает, что это еще один механизм попадания льда во внутреннюю часть Солнечной системы», — сказал ведущий автор исследования Астер Тейлор из Мичиганского университета. «Во внутреннем главном поясе может быть больше льда, чем мы думали. Там может быть больше таких объектов. Это может быть значительная часть ближайшей популяции. Мы на самом деле не знаем, но у нас появилось гораздо больше вопросов из-за этих результатов».
По оценкам команды, от 0,5 до 60 процентов околоземных объектов могут быть темными кометами.
«Эти куски также будут покрыты льдом, поэтому они также будут вращаться все быстрее и быстрее, пока не распадутся на большее количество кусков», — добавляет Тейлор. «Вы можете просто продолжать делать это, становясь все меньше и меньше и меньше. Мы предлагаем, чтобы получить эти маленькие, быстро вращающиеся объекты, нужно взять несколько более крупных объектов и разбить их на куски».
Как всегда, необходимо больше исследований. Но, давая ключи к тайне воды на Земле, это может поставить новую тайну.
«Околоземные объекты не остаются на своих нынешних орбитах очень долго, потому что околоземная среда хаотична», — сказал Тейлор. «Они остаются в околоземной среде только около 10 миллионов лет. Поскольку Солнечная система намного старше, это означает, что околоземные объекты откуда-то прилетают — что мы постоянно подпитываемся околоземными объектами из другого, гораздо более крупного источника».
