Centauro (pequeno corpo do Sistema Solar) - Centaur (small Solar System body)

Posições de objetos externos conhecidos do Sistema Solar.
Os centauros orbitam geralmente dentro do cinturão de Kuiper e fora dos trojans de Júpiter .

sol   Trojans de Júpiter  (6.178)   Disco disperso  (> 300)   Trojans Netuno  (9)

Planetas gigantes : Júpiter (J)  · Saturno (S)  · Urano (U)  · Netuno (N)   Centauros  (44.000)   Cinturão de Kuiper  (> 100.000)

(escala em AU ; época a partir de janeiro de 2015; número de objetos entre parênteses)

Um centauro , na astronomia planetária , é um pequeno corpo do Sistema Solar com um periélio ou um semieixo maior entre os dos planetas externos . Os centauros geralmente têm órbitas instáveis porque cruzam ou cruzaram as órbitas de um ou mais dos planetas gigantes; quase todas as suas órbitas têm vidas dinâmicas de apenas alguns milhões de anos, mas há um centauro conhecido, 514107 Kaʻepaokaʻawela , que pode estar em uma órbita estável (embora retrógrada) . Centauros geralmente exibem as características de asteróides e cometas . Eles têm o nome de centauros mitológicos que eram uma mistura de cavalo e humano. O viés observacional em relação a objetos grandes torna difícil a determinação da população total de centauros. As estimativas para o número de centauros no Sistema Solar com mais de 1 km de diâmetro variam de 44.000 a mais de 10.000.000

O primeiro centauro a ser descoberto, segundo a definição do Laboratório de Propulsão a Jato e o usado aqui, foi 944 Hidalgo em 1920. No entanto, eles não foram reconhecidos como uma população distinta até a descoberta de 2060 Chiron em 1977. O maior centauro confirmado é 10199 Chariklo , que com 260 quilômetros de diâmetro é tão grande quanto um asteróide do cinturão principal de tamanho médio , e é conhecido por ter um sistema de anéis . Foi descoberto em 1997.

Nenhum centauro foi fotografado de perto, embora haja evidências de que a lua de Saturno Phoebe , fotografada pela sonda Cassini em 2004, pode ser um centauro capturado que se originou no cinturão de Kuiper . Além disso, o Telescópio Espacial Hubble coletou algumas informações sobre as características da superfície do 8405 Asbolus .

Ceres pode ter se originado na região dos planetas exteriores e, se assim for, pode ser considerado um ex-centauro, mas os centauros vistos hoje se originaram em outro lugar.

Dos objetos conhecidos por ocupar órbitas semelhantes a centauros, aproximadamente 30 foram encontrados para exibir comas de poeira semelhantes a cometas , com três, 2060 Chiron , 60558 Echeclus e 29P / Schwassmann-Wachmann 1, tendo níveis detectáveis ​​de produção de voláteis em órbitas inteiramente além de Júpiter. Quíron e Echeclus são, portanto, classificados como centauros e cometas, enquanto Schwassmann-Wachmann 1 sempre teve uma designação de cometa. Outros centauros, como 52872 Okyrhoe , são suspeitos de terem mostrado coma . Espera-se que qualquer centauro que seja perturbado perto o suficiente do Sol se torne um cometa.

Classificação

A definição genérica de centauro é um pequeno corpo que orbita o Sol entre Júpiter e Netuno e cruza as órbitas de um ou mais dos planetas gigantes. Devido à instabilidade de longo prazo inerente às órbitas nesta região, mesmo centauros como 2000 GM ₁₃₇ e 2001 XZ ₂₅₅ , que atualmente não cruzam a órbita de nenhum planeta, estão em órbitas que mudam gradualmente que serão perturbadas até que comecem a cruzar a órbita de um ou mais dos planetas gigantes. Alguns astrônomos consideram centauros apenas corpos com eixos semi-principais na região dos planetas externos; outros aceitam qualquer corpo com um periélio na região, pois suas órbitas são igualmente instáveis.

Critérios discrepantes

No entanto, diferentes instituições têm critérios diferentes para classificar objetos limítrofes, com base em valores particulares de seus elementos orbitais :

• O Minor Planet Center (MPC) define centauros como tendo um periélio além da órbita de Júpiter ( 5,2 AU < q ) e um semi-eixo maior menor que o de Netuno ( a <30,1 AU ). Embora hoje em dia o MPC muitas vezes liste centauros e objetos de disco espalhados juntos como um único grupo.
• O Jet Propulsion Laboratory (JPL) define similarmente centauros como tendo um semieixo maior, a , entre os de Júpiter e Netuno ( 5,5 AU ≤ a ≤ 30,1 AU ).
• Em contraste, o Deep Ecliptic Survey (DES) define centauros usando um esquema de classificação dinâmico. Essas classificações são baseadas na mudança simulada no comportamento da órbita atual quando estendida por mais de 10 milhões de anos. O DES define centauros como objetos não ressonantes cujos periélios instantâneos ( osculantes ) são menores do que o semi-eixo maior osculante de Netuno em qualquer momento durante a simulação. Esta definição pretende ser sinônimo de órbitas que cruzam planetas e sugerir tempos de vida comparativamente curtos na órbita atual.
• A coleção The Solar System Beyond Neptune (2008) define objetos com um semi-eixo maior entre os de Júpiter e Netuno e um parâmetro de Tisserand relativo a Júpiter acima de 3,05 como centauros, classificando os objetos com um parâmetro de Tisserand relativo a Júpiter abaixo deste e, para excluir objetos do cinturão de Kuiper , um corte de periélio arbitrário a meio caminho de Saturno ( q ≤ 7,35 UA ) como cometas da família de Júpiter , e classificar esses objetos em órbitas instáveis ​​com um semi-eixo maior maior do que Netuno como membros do disco.
• Outros astrônomos preferem definir centauros como objetos que não são ressonantes com um periélio dentro da órbita de Netuno que provavelmente cruzará a esfera de Hill de um gigante gasoso nos próximos 10 milhões de anos, de modo que os centauros podem ser considerados como objetos espalhados para dentro e que interagem com mais força e se espalham mais rapidamente do que os objetos de disco espalhado típicos.
• O JPL Small-Body Database lista 452 centauros. Existem 116  objetos transnetunianos adicionais (objetos com um semi-eixo maior além do de Netuno, ou seja, 30,1 UA ≤ a ) com um periélio mais próximo do que a órbita de Urano ( q ≤ 19,2 UA ).

Objetos ambíguos

O critério de Gladman & Marsden (2008) faria alguns objetos cometas da família de Júpiter: Ambos Echeclus ( q = 5,8 AU , T _J = 3,03 ) e Okyrhoe ( q = 5,8 AU ; T _J = 2,95 ) foram tradicionalmente classificados como centauros. Tradicionalmente considerado um asteróide, mas classificado como centauro pelo JPL, Hidalgo ( q = 1,95 UA ; T _J = 2,07 ) também mudaria de categoria para um cometa da família de Júpiter. Schwassmann-Wachmann 1 ( q = 5,72 AU ; T _J = 2,99 ) foi categorizado como um centauro e um cometa da família de Júpiter, dependendo da definição usada.

Outros objetos capturados entre essas diferenças nos métodos de classificação incluem (44594) 1999 OX 3 , que tem um semieixo maior de 32 UA, mas cruza as órbitas de Urano e Netuno. É listado como um centauro externo pelo Deep Ecliptic Survey (DES). Entre os centauros internos, (434620) 2005 VD , com uma distância do periélio muito perto de Júpiter, é listado como um centauro por JPL e DES.

Uma simulação orbital recente da evolução dos Objetos do Cinturão de Kuiper através da região do centauro identificou um " portal orbital " de curta duração entre 5,4 e 7,8 UA, através do qual passam 21% de todos os centauros, incluindo 72% dos centauros que se tornam a família de Júpiter cometas. Quatro objetos são conhecidos por ocupar esta região, incluindo 29P / Schwassmann-Wachmann , P / 2010 TO20 LINEAR-Grauer , P / 2008 CL94 Lemmon e 2016 LN8, mas as simulações indicam que pode haver mais de 1000 objetos> 1 km em raio que ainda não foi detectado. Os objetos nesta região de entrada podem exibir atividade significativa e estão em um importante estado de transição evolutiva que embaça ainda mais a distinção entre as populações de cometas da família de centauros e Júpiter.

O Comitê de Nomenclatura para Pequenos Corpos da União Astronômica Internacional não se pronunciou formalmente sobre nenhum dos lados do debate. Em vez disso, ele adotou a seguinte convenção de nomenclatura para tais objetos: Adequando-se a suas órbitas de transição semelhantes a centauros entre TNOs e cometas, "objetos em órbitas instáveis, não ressonantes, cruzando planetas gigantes com eixos semi-maiores maiores do que os de Netuno" devem ser nomeado para outras criaturas míticas híbridas e mutantes. Até agora, apenas os objetos binários Ceto e Phorcys e Typhon e Echidna foram nomeados de acordo com a nova política.

Centauros com diâmetros medidos listados como possíveis planetas anões de acordo com o site de Mike Brown incluem 10199 Chariklo , (523727) 2014 NW 65 e 2060 Chiron .

Órbitas

Distribuição

Órbitas de centauros conhecidos

O diagrama ilustra as órbitas de centauros conhecidos em relação às órbitas dos planetas. Para objetos selecionados, a excentricidade das órbitas é representada por segmentos vermelhos (estendendo-se do periélio ao afélio).

As órbitas dos centauros mostram uma ampla gama de excentricidade, desde altamente excêntricas ( Pholus , Asbolus , Amycus , Nessus ) a mais circulares ( Chariklo e os cruzadores de Saturno Thereus e Okyrhoe ).

Para ilustrar o alcance dos parâmetros das órbitas, o diagrama mostra alguns objetos com órbitas muito incomuns, plotados em amarelo:

• 1999 XS 35 ( Apollo asteróide ) segue uma órbita extremamente excêntrica ( e = 0,947 ), levando-o de dentro da órbita da Terra (0,94 UA) até bem além de Netuno ( > 34 UA )
• 2007 TB ₄₃₄ segue uma órbita quase circular ( e <0,026 )
• 2001 XZ ₂₅₅ tem a inclinação mais baixa ( i <3 ° ).
• 2004 YH ₃₂ é um de uma pequena proporção de centauros com uma inclinação progressiva extrema( i > 60 ° ). Segue uma órbita tão altamente inclinada (79 °) que, embora cruze a distância do cinturão de asteróides do Sol para além da distância de Saturno, se sua órbita for projetada no plano da órbita de Júpiter, ele nem mesmo vai até Júpiter.

Mais de uma dúzia de centauros conhecidos seguem órbitas retrógradas. Suas inclinações variam de modestas ( por exemplo , 160 ° para Dioretsa ) a extremas ( i <120 ° ; por exemplo, 105 ° para (342842) 2008 YB 3 ). Dezessete desses centauros retrógrados de alta inclinação foram controversamente alegados como tendo uma origem interestelar.

Mudando de órbita

O semi-eixo maior de Asbolus durante os próximos 5500 anos, usando duas estimativas ligeiramente diferentes dos elementos orbitais atuais. Após o encontro de Júpiter no ano 4713, os dois cálculos divergem.

Como os centauros não são protegidos por ressonâncias orbitais , suas órbitas são instáveis ​​em uma escala de tempo de 10 ^{6 a} 10 ⁷  anos. Por exemplo, 55576 Amycus está em uma órbita instável perto da ressonância 3: 4 de Urano. Estudos dinâmicos de suas órbitas indicam que ser um centauro é provavelmente um estado orbital intermediário de objetos em transição do cinturão de Kuiper para a família de cometas de curto período de Júpiter .

Os objetos podem ser perturbados a partir do cinturão de Kuiper, quando então se tornam Netuno - cruzando e interagir gravitacionalmente com aquele planeta (ver teorias da origem ). Eles então são classificados como centauros, mas suas órbitas são caóticas, evoluindo com relativa rapidez à medida que o centauro faz repetidas aproximações de um ou mais dos planetas externos. Alguns centauros irão evoluir para as órbitas que cruzam Júpiter, após o que seus periélios podem ser reduzidos ao interior do Sistema Solar e eles podem ser reclassificados como cometas ativos na família de Júpiter se exibirem atividade cometária. Centauros irão, assim, em última instância colidir com o Sol ou um planeta ou então eles podem ser ejetados para o espaço interestelar após uma aproximação de um dos planetas, particularmente Júpiter .

Características físicas

O tamanho relativamente pequeno dos centauros impede a observação remota de superfícies, mas os índices de cores e espectros podem fornecer pistas sobre a composição da superfície e uma visão sobre a origem dos corpos.

Cores

Distribuição de cores dos centauros

As cores dos centauros são muito diversas, o que desafia qualquer modelo simples de composição de superfície. No diagrama lateral, os índices de cores são medidas de magnitude aparente de um objeto por meio dos filtros azul (B), visível (V) (ou seja, verde-amarelo) e vermelho (R). O diagrama ilustra essas diferenças (em cores exageradas) para todos os centauros com índices de cores conhecidos. Para referência, duas luas: Tritão e Febe , e o planeta Marte são plotados (rótulos amarelos, tamanho fora da escala).

Os centauros parecem estar agrupados em duas classes:

• muito vermelho - por exemplo 5145 Pholus
• azul (ou azul-cinza, de acordo com alguns autores) - por exemplo 2060 Chiron ou 2020 MK 4

Existem inúmeras teorias para explicar essa diferença de cor, mas elas podem ser amplamente divididas em duas categorias:

• A diferença de cor resulta de uma diferença na origem e / ou composição do centauro (ver origem abaixo)
• A diferença de cor reflete um nível diferente de intemperismo espacial da radiação e / ou atividade cometária .

Como exemplos da segunda categoria, a cor avermelhada de Pholus foi explicada como um possível manto de orgânicos vermelhos irradiados, enquanto Chiron teve seu gelo exposto devido à sua atividade cometária periódica, dando-lhe um índice azul / cinza. A correlação com a atividade e a cor não é certa, entretanto, já que os centauros ativos abrangem a gama de cores do azul (Chiron) ao vermelho (166P / NEAT). Alternativamente, Pholus pode ter sido expulso recentemente do cinturão de Kuiper, de forma que os processos de transformação da superfície ainda não ocorreram.

Delsanti et al. sugerem vários processos concorrentes: vermelhidão pela radiação e rubor por colisões.

Spectra

A interpretação dos espectros é frequentemente ambígua, relacionada aos tamanhos das partículas e outros fatores, mas os espectros oferecem uma visão sobre a composição da superfície. Tal como acontece com as cores, os espectros observados podem se ajustar a vários modelos da superfície.

Assinaturas de gelo de água foram confirmadas em vários centauros (incluindo 2060 Chiron , 10199 Chariklo e 5145 Pholus ). Além da assinatura do gelo de água, vários outros modelos foram apresentados:

• A superfície de Chariklo foi sugerida como uma mistura de tholins (como aqueles detectados em Titan e Triton ) com carbono amorfo .
• Foi sugerido que Pholus é coberto por uma mistura de tholins semelhantes a Titan , negro de fumo , olivina e gelo de metanol .
• A superfície de 52872 Okyrhoe foi sugerida como uma mistura de querogênios , olivinas e uma pequena porcentagem de gelo de água.
• Foi sugerido que 8405 Asbolus é uma mistura de 15% de tholin like Triton , 8% tholin like Titan, 37% de carbono amorfo e 40% tholin ice.

Quíron parece ser o mais complexo. Os espectros observados variam dependendo do período de observação. A assinatura do gelo de água foi detectada durante um período de baixa atividade e desapareceu durante a alta atividade.

Semelhanças com cometas

O cometa 38P exibe um comportamento semelhante ao do centauro ao fazer aproximações de Júpiter, Saturno e Urano entre 1982 e 2067.

Observações de Chiron em 1988 e 1989 perto de seu periélio mostraram que ele exibia uma coma (uma nuvem de gás e poeira evaporando de sua superfície). Portanto, agora é oficialmente classificado como um planeta menor e um cometa, embora seja muito maior do que um cometa típico e haja alguma controvérsia persistente. Outros centauros estão sendo monitorados para atividades semelhantes às de cometas: até agora dois, 60558 Echeclus e 166P / NEAT mostraram tal comportamento. 166P / NEAT foi descoberto enquanto exibia uma coma, e por isso é classificado como um cometa, embora sua órbita seja a de um centauro. 60558 Echeclus foi descoberto sem coma, mas recentemente tornou-se ativo, e agora também é classificado como um cometa e um asteróide. No geral, existem cerca de 30 centauros para os quais a atividade foi detectada, com a população ativa enviesada em direção a objetos com distâncias de periélio menores.

O monóxido de carbono foi detectado em 60558 Echeclus e Chiron em quantidades muito pequenas, e a taxa de produção de CO derivada foi calculada para ser suficiente para explicar o coma observado. A taxa de produção de CO calculada de 60558 Echeclus e Chiron é substancialmente menor do que o que é tipicamente observado para 29P / Schwassmann-Wachmann , outro cometa distante ativo frequentemente classificado como um centauro.

Não há distinção orbital clara entre centauros e cometas. Ambos 29P / Schwassmann-Wachmann e 39P / Oterma foram referidos como centauros, uma vez que têm órbitas típicas de centauros. O cometa 39P / Oterma está atualmente inativo e foi visto como ativo apenas antes de ser perturbado em uma órbita de centauro por Júpiter em 1963. O tênue cometa 38P / Stephan-Oterma provavelmente não mostraria um coma se tivesse uma distância do periélio além de Júpiter órbita a 5 UA. Por volta do ano 2200, o cometa 78P / Gehrels provavelmente migrará para uma órbita semelhante a um centauro.

Períodos de rotação

Uma análise de periodograma das curvas de luz desses Chiron e Chariklo dá, respectivamente, os seguintes períodos de rotação: 5,5 ± 0,4 ~ he 7,0 ± 0,6 ~ h.

Tamanho, densidade, refletividade

Centauros podem atingir diâmetros de até centenas de quilômetros. Os maiores centauros têm diâmetros superiores a 300 km e residem principalmente além de 20 UA .

Hipóteses de origem

O estudo das origens dos centauros é rico em desenvolvimentos recentes, mas quaisquer conclusões ainda são prejudicadas por dados físicos limitados. Diferentes modelos foram apresentados para a possível origem dos centauros.

Simulações indicam que a órbita de alguns objetos do cinturão de Kuiper pode ser perturbada, resultando na expulsão do objeto de forma que se torne um centauro. Objetos de disco dispersos seriam dinamicamente os melhores candidatos (por exemplo, os centauros poderiam ser parte de um disco disperso "interno" de objetos perturbados para dentro do cinturão de Kuiper.) Para tais expulsões, mas suas cores não se ajustam à natureza bicolor do centauros. Os plutinos são uma classe de objetos do cinturão de Kuiper que exibem uma natureza bicolor semelhante, e há sugestões de que nem todas as órbitas dos plutinos são tão estáveis ​​quanto se pensava inicialmente, devido à perturbação por Plutão . Novos desenvolvimentos são esperados com mais dados físicos sobre os objetos do cinturão de Kuiper.

Alguns centauros podem ter sua origem em episódios de fragmentação, talvez desencadeados durante encontros íntimos com Júpiter. As órbitas dos centauros 2020 MK4 , P / 2008 CL94 (Lemmon) e P / 2010 TO20 (LINEAR-Grauer) passam perto da do cometa 29P / Schwassmann – Wachmann , o primeiro centauro descoberto e encontros próximos são possíveis em que um dos os objetos atravessam o coma de 29P quando ativos.

Centauros notáveis

Veja também

• Asteróide
• Planeta dos anões

Notas

Referências

links externos

• Lista de centauros e objetos de disco disperso
• Centauros da Encyclopedia of Astrobiology Astronomy and Spaceflight
• Horner, Jonathan; Lykawka, Patryk Sofia (2010). "Trojans planetários - a principal fonte de cometas de curto período?". International Journal of Astrobiology . 9 (4): 227–234. arXiv : 1007,2541 . Bibcode : 2010IJAsB ... 9..227H . doi : 10.1017 / S1473550410000212 . S2CID  53982616 .
• WISE da NASA Finds Mysterious Centaurs May Be Comets (2013)