четверг, 6 февраля 2014 г.

Земля и Вселенная. Часть 8-Б. "Кладбище комет" в Поясе астероидов


    Колумбийские астрономы нашли «кладбище» комет  в поясе астероидов

Недалеко от Марса находится "кладбище" комет 
    «На этом кладбище "похоронено" несколько десятков или сотен "спящих" комет, которые не покидают пределов пояса из-за небольшого количества энергии, которое они получают от Солнца, и малых запасов водяного льда и мерзлой углекислоты, необходимых для образования комы, ее газового хвоста.
    Колумбийские астрономы обнаружили в Поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера "кладбище" комет - попадающие туда останки разрушенных "хвостатых чудищ" периодически оживают, превращаясь в кометы-"лазари", названные так в честь библейского героя, говорится в статье, опубликованной в журнале "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".
    "Мы нашли целое кладбище комет. Представьте себе - все эти астероиды внутри пояса вращаются вокруг Солнца уже миллионы лет и не проявляют никаких признаков активности. Мы обнаружили, что часть из них является не мертвыми кусками материи, а "спящими" кометами, которые еще могут вернуться к жизни, если их солнечный "энергопаек" будет повышен на пару процентов", - заявил Игнацио Феррин из университета провинции Антиокия в городе Медельин.
    Феррин и его коллеги сделали это открытие, пытаясь раскрыть тайну происхождения 12 недавно обнаруженных комет, орбита которых проходит через пояс астероидов. Ученые проследили за сдвигами в их орбитах за последние несколько лет и определили их изначальное положение при помощи математической модели.
    К удивлению ученых, все изученные ими кометы должны были возникнуть внутри пояса астероидов, а не попасть в него из дальних подступов Солнечной системы, как считали некоторые планетологи. Проанализировав их положение и характер движения, авторы статьи пришли к выводу, что тот кусок Пояса астероидов, где они обитают, является гигантским "кладбищем" комет.

Пояс астероидов, расположенный между орбитами планет Марса и Юпитера, скрывает обнаруженное колумбийскими астрономами "кладбище" комет 
    По их расчетам, на этом кладбище "похоронено" несколько десятков или сотен "спящих" комет, которые не покидают пределов пояса из-за небольшого количества энергии, которое они получают от Солнца, и малых запасов водяного льда и мерзлой углекислоты, необходимых для образования комы, ее газового хвоста. Малейшие изменения в орбите их соседей могут привести к росту "энергобюджета", в результате чего комета "воскрешается" и становится так называемой кометой-"лазарем", заключают авторы статьи». (02.08.2013, 22:27). http://ria.ru/science/20130802/953974735.html .

«"Кладбище комет" между орбитами Марса и Юпитера». «Колумбийские ученые из университета провинции Антиокия обнаружили «кладбище комет» в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. По данным исследователей, найденные небесные тела не подают признаков активности, хотя вращаются вокруг Солнца миллионы лет».  

    The location of Asteroidal Belt Comets (ABCs), in a comets' evolutionary diagram: The Lazarus Comets

    Abstract

    «There is a group of newly recognized asteroids in the main belt that are exhibiting cometary characteristics. We will call them Asteroidal Belt Comets or ABCs for short. The surprising property of these objects is that their orbits are entirely asteroidal while their behaviour is entirely cometary, with Tisserand invariants larger than 3.0, while all Jupiter family comets have Tisserand invariants smaller than 3.0. An analysis of their orbital and physical properties has resulted in the following conclusion.
    (1) We define the ‘detached group (DG)’ as those objects that exhibit cometary characteristics (sublimating water) and have aphelion distances Q < 4.5 au. The DG contains all the ABCs traditionally recognized, plus a few other members not traditionally recognized like 2P and 107P. With the above definition there are 11 members of the ABC group: 2P, 107P, 133P, 176P, 233P, 238P, C/2008 R1, C/2010 R2, 2011 CR42, 3200 and 300163 = 2006 VW139. And there are three members of the collisioned asteroids, CA, P/2010 A2, 596 Scheila and P/2012 F5 Gibbs.
    (2) In the literature a common reason for activity is interplanetary collisions. Active objects sublimate ices except for the CA that have exhibited dust tails due to collisions and 3200 Phaethon activated by solar wind sputtering. In this work, we will trace the origin of activity to a diminution of their perihelion distances, a hypothesis that has not been previously explored in the literature.
    (3) We have calibrated the blackbody (colour) temperature of comets versus perihelion distance, R, regardless of class. We find T = 325 ± 5 K/√R.
    (4) Using a mathematical model of the thermal wave we calculate the thickness of the crust or dust layer on comet nuclei. We find a thickness of 2.0 ± 0.5 m for comet 107P, 4.7 ± 1.2 m for comet 133P and 1.9 ± 0.5 m for a sample of nine comets. Note the small errors.
    (5) We have located three ABCs in an evolutionary diagram of Remaining Revolutions (RR) versus Water-Budget Age (WB-AGE). ABCs lie together in the upper-right-hand corner of the diagram, as expected from physical arguments.
    (6) The RR versus WB-AGE diagram also defines the region of the graveyard of comets, as those objects with 1000 cy < WB-AGE, where cy stands for comet years. Five members belong to the graveyard, 107P, 133P, 2006 VW139, D/1891 W1 Blanpain and 3200 Phaeton. Thus, we propose that the asteroidal belt contains an enormous graveyard of ancient dormant and extinct rocky comets, that turn on (are rejuvenated), in response to a diminution of their perihelion distance, caused by planetary perturbations.

    1. NOMENCLATURE

    Comets in the asteroidal belt have been referred to in the literature with several names. Main belt comets (MBC) was used by Jewitt (2010a) at first to describe anything that showed activity. This was later used ambiguously, sometimes generally, for those objects that showed extended emission, other times for those shown to be periodically active and assumed to be driven by sublimation. Active main belt objects (AMBOs) used by Bauer et al. (2011) was meant to eliminate the ambiguity of the MBC term by defining anything that showed activity that was in the main belt. Activated asteroids (AA) coined by Licandro & Campins (2010) refers to centaur comets [Active Centaurs (AC)] and active Near Earth Asteroids (NEAs; like 2009 WJ50). In this work, we will use asteroidal belt comets or ABCs to describe a subset of the AMBOs, at least three of which have been identified as being active due to collisions. This defines a subgroup of collisioned asteroids (CA). However, we believe the nomenclature ‘ABC’ reflects more clearly the primordial nature of the active comets...

Figure 1. The location of ABCs and Jupiter family comets in the eccentricity versus semimajor axis diagram. The ABC numbers correspond to the listing in Table 1. Object 10 at the extreme upper-left-hand corner (3200 Phaeton) was included by Jewitt & Li (2010) in the ABC list, opening the door to include objects 1, 2, 5 and 11. The line Q = 4.5 au, where Q is the aphelion distance, separates ABCs from the Jupiter family. 1 = 2P, 2 = 107P, 3 = 133P, 4 = 176P, 5 = 233P, 6 = 238P, 7 = P/2008 R1, 8 = P/2010 R2, 9 = 300163, 10 = 3200, 11 = 2011 CR42
    9. THE GRAVEYARD

    The RR versus WB-AGE diagram covers the region of the graveyard of comets, those objects with 1000 cy < WB-AGE. Five members belong to the graveyard, 107P, 133P, 2006 VW139, D/1891 W1 Blanpain and 3200 Phaeton.
    Thus, we propose that the asteroidal belt contains an enormous graveyard of ancient dormant and extinct rocky comets, that turn on (are rejuvenated), in response to a diminution of their perihelion distance.

    10. CONCLUSIONS

    We have arrived at the following conclusions.
    The asteroidal belt contains an enormous graveyard of ancient dormant and extinct rocky comets that turn on mostly after perihelion. The bodies are ancient because these objects were active long time ago and the ice layer has since then receded deep inside their bodies. The objects are dormant because their orbits have remained stable for millions of years, after which the ice layer has receded inside the body beyond reach of the thermal wave, making the object dormant. The comet is extinct if the radius of the body is less than the penetration of the thermal wave. Then, after many apparitions, all ices up to the centre of the body have been exhausted and no ice remains to be activated even if the perihelion distance were to decrease substantially. They are rocky because it has been shown that 133P has a density of 1.33 gm cm−3, greater than that of water ice.
    We define the ‘DG’ as those objects that exhibit cometary characteristics (sublimate water ice) and have aphelion distances Q < 4.5 au. The DG contains all the ABCs traditionally recognized, plus a few other members not traditionally recognized like 2P and 107P. With the above definition there are 11 members of the ABC group: 2P, 107P, 133P, 176P, 233P, 238P, C/2008 R1, C/2010 R2, 2011 CR42, 3200 and 300163 = 2006 VW139. While writing this paper a new member of the DG was recognized: P/2012 F5 Gibbs but it does not belong to the ABC group because it was activated by a collision.
    In the literature a common reason for activity is interplanetary collisions, like P/2010 A2, 596 Scheila and P/2012 F5 Gibbs that have exhibited dust tails due to collisions, while 3200 Phaeton has been activated by solar wind sputtering. We present an alternative explanation next. Comets rejuvenate, and we traced the origin of activity to a diminution of their perihelion distances, q, caused by planetary perturbations, a hypothesis that has not been previously explored in the literature.
    As a consequence of this model, we predict that ABCs will start activity (turn on) mostly after perihelion. Two comets have been shown to become active after perihelion: 107P (Δt = + 38 d) (Ferrín et al. 2012), 133P (Δt = +42 d) (Ferrín 2006). Most of the other objects listed in Table 2 were discovered after perihelion (mean ΔtLAG = +48 ± 41 d). Recently Licandro & Campins (2010) have studied ABC 2006 VW139 and found that it starts activity after perihelion and the activity peaks at ΔtLAG = +50 d. Li & Jewitt (2013) have found that 3200 Phaeton also starts activity after perihelion. These two papers validate our conclusions independently.
    These results support the idea that the thermal wave has to penetrate deep into the surface to activate a deeply buried layer of ice. Thus, there should be a stratified layer of ices inside the nucleus under a crust or layer of dust. Sublimating away comets do not have a layer of dust or crust.

    We find secular trends:
    The following ABCs are being rejuvenated: 133P, 176P, P/2008 R1, P/2009 R2 (4/11 = 36 per cent).
    The following ABCs are becoming more dormant: 233P, 3200 (2/11 = 18 per cent).
    The following ABCs do not show any secular trend but exhibit periodic variations of EE: 2P, 107P, 238P, 2006 CR41, 2206 VW139 (5/11 = 45 per cent).
    The following objects are active due to collisions and thus are not true ABCs: P/2010 A2, 596 Scheila, P/2012 F5 Gibbs (3/14 = 21 per cent).
    The following object is not an ABC due to its large albedo: 2201 Oljato.
    We have calibrated the blackbody (colour) temperature of comets versus perihelion distance, R. We find T = 325 ± 5 K/√R.
    Using a mathematical model we calculate the thickness of the crust or dust layer on comet nuclei. We find a thickness of 2.0 ± 0.5 m for comet 107P, 4.7 ± 1.2 m for comet 133P and 1.9 ± 0.5 m for a sample of nine comets. Note the small error due to the mathematical model.
    We have located four ABCs in an evolutionary diagram of RR versus WB-AGE. This diagram encompasses seven orders of magnitude in the vertical axis and seven orders of magnitude in the horizontal axis. ABCs lie together in the upper-right-hand corner of the diagram, as expected from physical arguments.
    The RR versus WB-AGE diagram defines the region of the graveyard of comets, those objects with 1000cy < WB-AGE. Five members belong to the graveyard, 107P, 133P, 2006 VW139, D/1891 W1 Blanpain and 3200 Phaeton. Thus, we propose that the asteroidal belt contains an enormous graveyard of ancient dormant and extinct rocky comets, that turn on (are rejuvenated), in response to a diminution of their perihelion distance.
    Since the ABCs are objects rejuvenated from a graveyard of dormant and dead comets, we suggest to call them "The Lazarus Comets"». (Ignacio Ferrín, Jorge Zuluaga and Pablo Cuartas. Institute of Physics, Faculty of Exact and Natural Sciences, University of Antioquia, Medellin, Colombia. E-mail: ferrin@fisica.udea.edu.co . Accepted 2013 May 10).  

    Кометное кладбище иногда оживляет своих «мертвецов» 

    «Игнасио Феррин (Ignacio Ferrin), Хорхе Иван Сулуага (Jorge Zuluaga) и Пабло Куартас (Pablo Cuartas) из Антиохийского университета (Колумбия) провели анализ группы не так давно открытых тел в главном поясе астероидов и пришли к неординарным выводам. 
    Обычно кометы - это самые малые объекты Солнечной системы, диаметром в несколько километров. Состоя из смеси твёрдых компонентов и льда, при приближении к Солнцу они резко теряют массу, формируя за собой газопылевой след - кóму. 

До сих пор считалось, что в главном поясе нет комет (вверху), однако новая модель предполагает, что множества спящих тел такого рода там есть и сейчас (центральная часть), а некогда пояс был весьма насыщен даже активными кометами (внизу). (© Илл. Ignacio Ferrin / Universidad de Antioquia.)
    У большинства комет весьма высокоэллиптичные орбиты, то есть они редко и на короткий срок подлетают близко к Солнцу. Иным телам для этого требуется пройти цикл длиной в тысячи лет, хотя есть популяция из примерно 500 короткопериодичных комет, появившихся, когда обычные, долгопериодичные, пролетели слишком близко от Юпитера, что и нарушило их нормальные траектории.
    В последнем десятилетии была открыта ещё одна разновидность комет - тела главного пояса астероидов с чисто астероидными орбитами, но явной кометной природой. Объяснить их существование долго не удавалось. «Мы обнаружили, что некоторые из этих объектов вовсе не мертвы, как кометы, а лишь спят и вполне могут вернуться к жизни, если энергия, получаемая ими от Солнца, начнёт постепенно прирастать. А именно это мы сегодня наблюдаем в главном поясе астероидов», — поясняет г-н Феррин. Кометы главного пояса сейчас действительно не имеют хвоста, поскольку сравнительно близкое «общение» с Солнцем заставило их внешние слои почти полностью расстаться с льдистыми компонентами.
    Тем не менее при увеличении потока падающей солнечной радиации более глубокие кометные слои могут разогреться настолько, что газы вновь начнут покидать небесное тело, и тогда комета станет «лазарем» - то есть вторично вернётся к кометному статусу и даже покинет главный пояс.
    Авторы работы полагают, что наряду с известными нам «лазарями», которых всего дюжина, в поясе есть и другие тела, суть дремлющие кометы. Но конкретная оценка их количества без дальнейших наблюдений затруднительна.
    Более того, утверждают астрономы, миллионы лет назад пояс был населён тысячами активных комет, которые по мере старения часто впадали в «спячку», и мы видим лишь те 12 тел, что под влиянием гравитации Юпитера принялись активнее сближаться с Солнцем в перигелии и от нагрева восстановили свой кометный статус. Истинное же число комет, которым не посчастливилось, может быть весьма внушительным.

    Отчёт об исследовании опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.
    Подготовлено по материалам Королевского астрономического общества». (05 августа 2013 года, 14:08). 

    «Земля и Вселенная». Часть 8-В. «Итокава - "новодел" Фабрики астероидов»http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/02/8_10.html 

Комментариев нет:

Отправить комментарий