بعد السفر عدة مليارات من الأميال نحو الشمس ، وجد جسم شبيه بالمذنب صغير الحجم يدور حول الكواكب العملاقة مكانًا مؤقتًا لوقوف السيارات على طول الطريق. استقر الجسم بالقرب من عائلة من الكويكبات القديمة التي تم الاستيلاء عليها ، والتي تسمى أحصنة طروادة ، والتي تدور حول الشمس جنبًا إلى جنب مع المشتري. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها رصد جسم يشبه المذنب بالقرب من سكان طروادة.

ينتمي الزائر غير المتوقع إلى فئة من الأجسام الجليدية الموجودة في الفضاء بين كوكب المشتري ونبتون. يطلق عليهم اسم Centaurs ، يصبحون نشيطين لأول مرة عند تسخينهم مع اقترابهم من الشمس ، ويتحولون ديناميكيًا إلى أن يصبحوا أكثر شبهاً بالمذنبات.

تكشف لقطات الضوء المرئي بواسطة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا أن الجسم المتشرد يُظهر علامات نشاط مذنب ، مثل الذيل ، وانبعاث الغازات في شكل نفاثات ، وغيبوبة مغطاة بالغبار والغاز. أعطت الملاحظات السابقة التي أجراها تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا أدلة على تكوين الجسم الشبيه بالمذنب والغازات التي تحرك نشاطه.

"هابل فقط هو الذي يمكنه اكتشاف ميزات شبيهة بالمذنبات النشطة بعيدًا بمثل هذه التفاصيل العالية ، وتظهر الصور بوضوح هذه الميزات ، مثل ذيل عريض يبلغ طوله 400,000 ميل تقريبًا وميزات عالية الدقة بالقرب من النواة بسبب غيبوبة و قال الباحث الرئيسي في هابل ، برايس بولين ، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، كاليفورنيا.

واصفًا التقاط القنطور بأنه حدث نادر ، أضاف بولين ، "كان على الزائر أن يأتي إلى مدار كوكب المشتري في المسار الصحيح تمامًا ليحصل على هذا النوع من التكوين الذي يمنحه مظهر مشاركة مداره مع الكوكب. نحن نحقق في كيفية التقاط كوكب المشتري له وهبط بين أحصنة طروادة. لكننا نعتقد أنه يمكن أن يكون مرتبطًا بحقيقة أنه كان له لقاء قريب نوعًا ما مع المشتري ".

ظهرت ورقة الفريق في عدد 11 فبراير 2021 من المجلة الفلكية.

تُظهر عمليات المحاكاة الحاسوبية لفريق البحث أن الجسم الجليدي ، المسمى P / 2019 LD2 (LD2) ، ربما تأرجح بالقرب من كوكب المشتري منذ حوالي عامين. ثم قام الكوكب بضرب الزائر الضال إلى الموقع المداري المشترك لمجموعة كويكبات طروادة ، مما أدى إلى كوكب المشتري بحوالي 437 مليون ميل.

تم اكتشاف الجسم البدوي في أوائل يونيو 2019 بواسطة تلسكوبات نظام الإنذار الأخير (ATLAS) التابع لجامعة هاواي والموجودة على البراكين المنقرضة ، أحدهما في ماونا كيا والآخر في هاليكالا. أطلع عالم الفلك الهواة الياباني سييتشي يوشيدا فريق هابل على نشاط مذنب محتمل. قام علماء الفلك بعد ذلك بمسح البيانات الأرشيفية من مرفق زويكي العابر ، وهو مسح واسع النطاق أُجري في مرصد بالومار في كاليفورنيا ، وأدركوا أن الجسم كان نشطًا بشكل واضح في الصور من أبريل 2019.

وتابعوا بملاحظات من مرصد Apache Point في نيو مكسيكو ، والتي ألمحت أيضًا إلى النشاط. لاحظ الفريق المذنب باستخدام سبيتزر قبل أيام فقط من تقاعد المرصد في يناير 2020 ، وحدد الغاز والغبار حول نواة المذنب. أقنعت هذه الملاحظات الفريق باستخدام هابل لإلقاء نظرة فاحصة. بمساعدة رؤية هابل الحادة ، حدد الباحثون الذيل وبنية الغيبوبة وحجم جزيئات الغبار وسرعة طردها. ساعدتهم هذه الصور على تأكيد أن الميزات ترجع إلى نشاط جديد يشبه المذنبات.

على الرغم من أن موقع LD2 مثير للدهشة ، إلا أن بولين يتساءل عما إذا كانت نقطة التوقف هذه يمكن أن تكون نقطة جذب شائعة لبعض المذنبات المتجهة إلى الشمس. قال: "يمكن أن يكون هذا جزءًا من المسار من نظامنا الشمسي عبر كوكب المشتري طروادة إلى النظام الشمسي الداخلي".

من المحتمل ألا يبقى الضيف غير المتوقع بين الكويكبات لفترة طويلة. تظهر عمليات المحاكاة الحاسوبية أنه سيكون له مواجهة أخرى عن قرب مع المشتري في غضون عامين آخرين. سوف يقوم الكوكب الضخم بتمهيد المذنب من النظام ، وسيواصل رحلته إلى النظام الشمسي الداخلي.

قالت عضو الفريق كاري ليسي من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (APL) في لوريل بولاية ماريلاند: "الشيء الرائع هو أنك في الواقع تلتقط كوكب المشتري وهو يقذف هذا الجسم ويغير سلوكه المداري ويجلبه إلى النظام الداخلي". . "المشتري يتحكم في ما يحدث مع المذنبات بمجرد دخولها إلى النظام الداخلي عن طريق تغيير مداراتها."

من المرجح أن يكون المتطفل الجليدي أحد أحدث أعضاء ما يسمى بـ "لواء الدلو" من المذنبات ليتم طرده من منزله المتجمد في حزام كايبر وإلى منطقة الكوكب العملاق من خلال التفاعلات مع جسم آخر في حزام كويبر. يقع حزام كويبر خارج مدار نبتون ، وهو ملاذ من الحطام الجليدي المتبقي من بناء كواكبنا قبل 4.6 مليار سنة ، ويحتوي على ملايين الأجسام ، وفي بعض الأحيان يكون لهذه الأجسام أخطاء قريبة أو تصادمات تغير مداراتها بشكل كبير من حزام كايبر إلى الداخل في منطقة الكوكب العملاق.

يتحمل لواء الجردل من الآثار الجليدية رحلة وعر أثناء رحلتهم باتجاه الشمس. إنها ترتد جاذبيتها من كوكب خارجي إلى آخر في لعبة الكرة والدبابيس السماوية قبل أن تصل إلى النظام الشمسي الداخلي ، وتسخن عندما تقترب من الشمس. يقول الباحثون إن الأجسام تقضي وقتًا طويلاً أو أكثر حول الكواكب العملاقة ، تسحبها بقوة الجاذبية - حوالي 5 ملايين سنة - مما تقضيها في العبور إلى النظام الداخلي حيث نعيش.

وأوضح ليس "النظام الداخلي ، مذنبات الفترة القصيرة تتفكك مرة كل قرن تقريبًا". "لذلك ، من أجل الحفاظ على عدد المذنبات المحلية التي نراها اليوم ، نعتقد أن لواء الجرافة يجب أن يسلم مذنبًا قصير المدى جديدًا مرة واحدة كل 100 عام."

فاجأ الباحثون رؤية نشاط إطلاق الغازات على مذنب على بعد 465 مليون ميل من الشمس (حيث تكون كثافة ضوء الشمس 1/25 من قوة الأرض). قال بولين: "لقد أثار اهتمامنا أن نرى أن المذنب قد بدأ للتو في النشاط لأول مرة بعيدًا عن الشمس على مسافات حيث بدأ الجليد المائي بالكاد في التسامي".

يظل الماء متجمدًا على مذنب حتى يصل إلى حوالي 200 مليون ميل من الشمس ، حيث تحول حرارة ضوء الشمس جليد الماء إلى غاز يهرب من النواة على شكل نفاثات. لذا فإن النشاط يشير إلى أن الذيل قد لا يكون مصنوعًا من الماء. في الواقع ، أشارت ملاحظات سبيتزر إلى وجود أول أكسيد الكربون وغاز ثاني أكسيد الكربون ، والتي يمكن أن تكون الدافع وراء تكوين الذيل والنفاثات التي شوهدت على المذنب الذي يدور حول المشتري. لا تحتاج هذه المواد المتطايرة إلى الكثير من ضوء الشمس لتسخين شكلها المجمد وتحويلها إلى غاز.

بمجرد أن يُطرد المذنب من مدار المشتري ويواصل رحلته ، قد يلتقي بالكوكب العملاق مرة أخرى. قال ليسي: "تواجه المذنبات قصيرة المدى مثل LD2 مصيرها من خلال إلقاءها في الشمس وتتفكك تمامًا ، أو تصطدم بكوكب ، أو تقترب كثيرًا من كوكب المشتري مرة أخرى ويتم التخلص منها من النظام الشمسي ، وهذا هو المصير المعتاد". . "تُظهر المحاكاة أنه في غضون 500,000 عام ، هناك احتمال بنسبة 90٪ أن هذا الجسم سيُطرد من النظام الشمسي ويصبح مذنبًا بين النجوم."

# # #

تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع تعاون دولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية). يدير التلسكوب مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. يجري معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات علوم هابل. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل اتحاد الجامعات للبحوث في علم الفلك ، في واشنطن العاصمة ، أدار مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، وهو قسم من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، كاليفورنيا ، مهمة سبيتزر لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا في واشنطن العاصمة. في مركز Spitzer Science في IPAC في Caltech. يتوفر الكتالوج العلمي الكامل لسبيتزر عبر أرشيف بيانات سبيتزر الموجود في أرشيف علوم الأشعة تحت الحمراء في IPAC. استندت عمليات المركبات الفضائية في لوكهيد مارتن سبيس في ليتلتون ، كولورادو.

المصدر: وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وب. بولين (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا).

كلير أندريولي

مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا

301-286-1940

claire.andreoli@nasa.gov

دونا ويفر / راي فيلارد

معهد علوم تلسكوب الفضاء ، بالتيمور ، ماريلاند

410-338-4493 / 410-338-4514

dweaver@stsci.edu / Villard@stsci.edu

كالا كوفيلد

مختبر الدفع النفاث ، باسادينا ، كاليفورنيا

626-808-2469

calla.e.cofield@jpl.nasa.gov

بريس بولين

معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، باسادينا ، كاليفورنيا

bbolin@caltech.edu