Художник иллюстрирует кентавра Хирона, который может иметь кольца или орбитальные пылевые структуры.
(Изображение: © Европейская Южная Обсерватория)
Кентавры могут скоро получить свой первый крупный план.
Эти космические камни - так названы, потому что они являются своего рода гибридами, демонстрирующими характеристики обоих астероиды а кометы - давно заинтриговали астрономов. Часть интереса сводится к простому любопытству: о кентаврах мало что известно, потому что ни один космический корабль никогда не посещал его.
Но это не может быть правдой намного дольше. НАСА оценивает две предложенные миссии Кентавра для потенциального запуска в середине 2020-х через агентство Программа Discovery, которая разрабатывает недорогие роботизированные исследовательские миссии. («Низкая стоимость», конечно, относительна. Миссии на открытие ограничены 500 миллионами долларов, без учета ракеты-носителя и стоимости операций миссии.)
«Кентавры растут», - сказал Алан Стерн из Юго-западного исследовательского института (SwRI) в Боулдере, штат Колорадо. «Факт, что есть конкурирующие миссии Кентавра, является, на мой взгляд, морским изменением».
Стерн, главный исследователь НАСА Миссия New Horizons, приводит Центавр, один из новых кандидатов в Discovery. Другая концепция Кентавра, Химера, возглавляется Уолтом Харрисом из Лунной и Планетарной Лаборатории Университета Аризоны.
"Эмиссары из пояса Койпера"
Кентавры живут в мире планет-гигантов, в окрестностях Юпитера и Сатурна, и, вероятно, также родились там. Но они провели большую часть своей жизни в Пояс Койперакольцо холодных тел за орбитой Нептуна.
Ученые полагают, что один набор гравитационных толчков отправил кентавров туда очень давно, а другой набор вернул их ближе к Солнцу гораздо позже - всего за последние несколько миллионов лет или около того. Орбиты кентавра динамически нестабильны, поэтому эти тела не могли находиться в своих нынешних положениях очень долго. Действительно, «Кентавр», вероятно, является кратковременным переходным состоянием между объектом пояса Койпера (KBO) и Семейная комета Юпитера (JFC) в большинстве случаев говорят астрономы.
«Мы можем думать о кентаврах как об эмиссарах из пояса Койпера», - сказал Стерн Space.com. Поэтому миссии кентавров - это короткие пути к этому региону, добавил он: «Это способы исследовать пояс Койпера на гораздо более близком расстоянии».
И исследование пояса Койпера является приоритетом для исследователей, пытающихся собрать воедино то, как формировалась и развивалась солнечная система. Объекты в этих темных и холодных глубинах мало изменились в результате солнечного нагрева и поэтому очень давно сохранили примитивный материал.
«Они прекрасные капсулы времени», сказал Стерн.
Мы уже получили нашу первую симпатичную информацию о KBO, благодаря New Horizons. В июле 2015 года космический корабль пролетел мимо самой известной жительницы региона, планеты-карлика Плутона, и пролетел мимо намного меньшего MU69 2014 года (неофициально известного как Ультима Туле) 1 января этого года во время расширенной миссии.
Эти два мухи, единственные КБО, встречающиеся на сегодняшний день, открыли глаза ученым на разнообразие и сложность этого обширного царства. Например, New Horizons обнаружили возвышающиеся ледяные горы и обширные равнины из азотного льда на Плутоне шириной 1475 миль (2375 км). И зонд обнаружил, что Ultima Thule шириной 20 миль (32 км) состоит из двух лепестков, одна из которых имеет странную форму блинчика.
Обзор кентавра
Центавр будет опираться на исследовательскую работу, начатую New Horizons. (Кстати, последнее исследование может быть не сделано в этом отношении; у New Horizons достаточно топлива, чтобы пролететь другой KBO, если НАСА одобрит дополнительное продление миссии, сказал Стерн.)
Центавр пролетит мимо Швассмана-Вахмана-1 (SW1) шириной примерно в 30 миль (221 км) и шириной в 140 миль (225 км), а также пролетит мимо дополнительных кентавров. (Команда не готова поделиться запланированным количеством встреч на данный момент, сказал Стерн.)
Поэтому миссия на солнечной энергии позволит взглянуть на KBO ранее не исследованных классов размеров - тех, которые больше, чем Ultima Thule, но меньше, чем Плутон, И SW1 и Chiron оба очаровательны сами по себе, сказал Стерн.
Например, SW1 невероятно активен, демонстрируя мощные кометоподобные всплески в среднем около семи раз в год. Неясно, что именно ведет эти вспышки; они происходят слишком часто, чтобы быть вызванным нагревом, связанным с близкими солнечными подходами. (SW1 требуется более 14 земных лет, чтобы пройти один круг вокруг Солнца.)
«Атрибуты Хирона еще более впечатляющие: это второй по величине кентавр, примерно в 2000 раз такой же объемный (и, вероятно, примерно такой же массивный), как MU69, и [он] также часто демонстрирует кому», - сказал заместитель главного исследователя Центавра Келси Сингер. также из SwRI, Stern и их команды написал в постере они представили в Женеве в этом месяце на EPSC-DPS 2019 совместное заседание Европейского конгресса по планетарной науке и Отдела планетарных наук Американского астрономического общества.
Кроме того, звездные затенения показали, что Хирон также имеет плотный орбит кольца или пылевые структуры«Команда добавила.« Ни одна миссия не исследовала эти удивительные явления вокруг тела ».
НАСА выделило два стартовых окна для кандидатов на открытие, рассматриваемых в этом раунде: 2025-2026 или 2028-2029. Центавр может запустить в любом окне, сказал Стерн. Первый полет миссии должен был состояться в начале и середине 2030-х годов, а столкновения с кентаврами продолжатся и в 2040-х годах.
«Мы будем пролетать за пролетом», - сказал Стерн. «Эта миссия - это дар, который продолжает давать».
Время имеет существенное значение для концепции миссии Центавра, добавил он. Команда стремится пролететь над Хироном, когда Кентавр находится в перигелии, ближе всего к Солнцу. Стерн сказал, что для того, чтобы осуществить это, а также добраться до SW1 (и других кентавров), потребуется запуск в период с 2026 по 2029 год - или почти полвека ожидания следующего дружественного окна динамики орбиты.
Сосредоточение на SW1
Химера пошла бы по-другому, сосредоточившись исключительно на SW1. Зонд на солнечной батарее запускается в окне 2025-2026, в 2038 году добирается до SW1 и изучает любопытный объект с орбиты в течение минимум двух лет.
Поэтому Химера будет свидетелем множества вспышек вблизи. Харрис сказал, что выборка данных будет беспрецедентной. У астрономов никогда не было места у кольца для большого взрыв кометы раньше, и они действительно не знают, что движет такой драматической деятельностью.
Что касается получения такой информации, то орбитальная миссия к SW1 - «единственная возможность сделать это в Солнечной системе, о которой мы знаем», - сказал Харрис Space.com со ссылкой на регулярную деятельность Кентавра.
И, как и в случае с Центавром, запуск Химеры в следующем окне является обязательным, добавил он.
«Траектория орбиты, которую мы нашли для этого объекта, является возможностью один-два раза в столетие», - сказал Харрис. «Если мы не сделаем это на этот раз, пройдет еще 50 лет, прежде чем мы сможем вернуться с такой миссией».
Более того, нет никаких гарантий, что SW1 будет таким же активным через 50 лет. Объект был вытолкнут на свою текущую, почти круговую орбиту Юпитер в 1974 году, сказал Харрис, SW1 встретится с газовым гигантом примерно в то время, когда планируется прибытие Химеры. Таким образом, Кентавр может вскоре столкнуться с более эллиптической траекторией, которая имеет меньше или меньше драматических вспышек.
Между прочим, в течение долгого пути SW1, вероятно, станет кометой семейства Юпитера, его орбита сместится, чтобы пройти через окрестности Земли во время ближайших проходов объекта к Солнцу. Вероятно, это произойдет в ближайшие несколько тысяч лет, сказал Харрис.
Вероятно, SW1 еще не прошел через солнечную систему, добавил он. Во всяком случае, можно с уверенностью сказать, что этого не произошло во время истории человечества; появление такой большой, яркой кометы каждые полдюжины лет или около того, безусловно, заслуживало бы упоминания в исторических записях.
По словам Харриса, SW1 как JFC, который иногда делает очень близкие приближения к Земле, будет самой впечатляющей кометой из когда-либо замеченных. «Я полагаю, что на этом основании были бы религии».
Как выбрать?
И Стерн, и Харрис подчеркнули, что для миссии Кентавр создается импульс, сославшись на новаторскую работу New Horizons в качестве ключевого фактора.
Но такой интерес предшествует эпическим столкновениям этого исследования. В конце концов, в рамках Десятилетнего обзора планетарной науки 2003 года кентавры были отмечены в качестве перспективных объектов для исследований, и это отличие повторилось в издании 2013 года. (Национальный исследовательский совет США каждые 10 лет публикует «Планетарное научное исследование за десятилетия», чтобы помочь определить приоритеты НАСА в области исследований.)
Стерн и Харрис также высоко оценили концепцию миссии друг друга, и каждый исследователь сказал, что и Центавр, и Химера дадут ценную информацию о формировании и развитии нашей солнечной системы.
И НАСА, возможно, не придется выбирать между двумя концепциями; Ожидается, что агентство выберет две миссии в текущем раунде Discovery, по одной для каждого окна запуска.
«Я думаю, что они должны сделать оба», сказал Харрис.
Мы узнаем больше относительно скоро. Финалисты для запуска слотов будут объявлено в январе 2020 годаЧиновники НАСА сказали.
- Лучшие Близкие Встречи Кометы Вида
- Факты о Солнечной системе: руководство по вещам, вращающимся вокруг нашего Солнца
- Ultima Thule Flyby от New Horizons в фотографиях
Примечание редактора: в оригинальной версии этой истории неправильно указывалось, что предельная стоимость следующего раунда миссий Discovery составляет 450 миллионов долларов. Это на самом деле 500 миллионов долларов.
Книга Майка Уолла о поисках инопланетной жизни "Там(Grand Central Publishing, 2018; иллюстрируется Карл Тейт), сейчас нет. Следуйте за ним в Твиттере @michaeldwall, Следуйте за нами на Twitter @Spacedotcom или facebook.
