Os cometas são conhecidos por terem temperamento. À medida que eles avançam das bordas externas de nosso sistema solar, esses corpos gelados começam a cuspir gás e poeira à medida que se aventuram mais perto do sol. Suas explosões luminosas podem resultar em vistas espetaculares que enfeitam o céu noturno por dias, semanas ou mesmo meses.

Mas os cometas não nascem assim, e seu caminho de sua localização de formação original em direção ao sistema solar interno tem sido debatido por um longo tempo. Os cometas são de grande interesse para os cientistas planetários porque provavelmente são os remanescentes mais primitivos de material que sobrou do nascimento de nosso sistema solar.

Em um estudo publicado no Cartas de jornal astrofísico , uma equipe de pesquisadores, incluindo Kathryn Volk e Walter Harris, do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, relatou a descoberta de uma região orbital logo além de Júpiter que atua como um "portal de cometa". Esta via canaliza corpos gelados chamados centauros da região dos planetas gigantes - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - no sistema solar interno, onde eles podem se tornar visitantes regulares da vizinhança da Terra, cosmicamente falando.

Com o formato aproximado de um donut imaginário circundando a área, o portal foi descoberto como parte de uma simulação de centauros, pequenos corpos gelados viajando em órbitas caóticas entre Júpiter e Netuno.

Centauros:Icy Rogues on Haphazard Trails

Acredita-se que os centauros tenham se originado no cinturão de Kuiper, uma região povoada por objetos gelados além de Netuno e se estendendo por cerca de 50 unidades astronômicas, ou 50 vezes a distância média entre o sol e a Terra. Encontros próximos com Netuno levam alguns deles para trajetórias internas, e eles se tornam centauros, que atuam como a população de origem de aproximadamente 1, 000 cometas de curto período que circulam pelo sistema solar interno. Esses cometas, também conhecido como cometas da família de Júpiter, ou JFCs, incluem cometas visitados por missões espaciais, como Tempel 1 (Deep Impact), Wild 2 (Stardust) e 67P / Churyumov-Gerasimenko (Rosetta).

"A natureza caótica de suas órbitas obscurece os caminhos exatos que esses centauros seguem em seu caminho para se tornarem JFCs, "disse Volk, um co-autor do artigo e um cientista associado da equipe que estuda os objetos do cinturão de Kuiper, dinâmicas planetárias e planetas fora do nosso sistema solar. "Isso torna difícil descobrir de onde exatamente eles vieram e para onde podem ir no futuro."

Empurrado pelos campos gravitacionais de vários planetas gigantes próximos - Júpiter, Saturno e Netuno - centauros não tendem a ficar por aqui, tornando-se um bairro de alta rotatividade, Harris disse.

"Eles balançam por alguns milhões de anos, talvez algumas dezenas de milhões de anos, mas nenhum deles estava lá nem perto da época em que o sistema solar se formou, " ele disse.

"Sabemos de 300 centauros que podemos ver através de telescópios, mas isso é apenas a ponta do iceberg de cerca de 10 milhões desses objetos, "Harris acrescentou.

"A maioria dos centauros que conhecemos não foi descoberta até que os CCDs estivessem disponíveis, além disso, você precisa da ajuda de um computador para pesquisar esses objetos, "Volk disse." Mas há um grande viés nas observações porque os pequenos objetos simplesmente não são brilhantes o suficiente para serem detectados. "

Onde os cometas vão morrer

Cada passagem ao redor do sol inflige mais desgaste em um cometa até que ele eventualmente se desfaça, tem um encontro próximo com um planeta que o ejeta do sistema solar interno, ou seus voláteis - principalmente gás e água - se esgotam.

"Muitas vezes, grande parte da poeira permanece e cobre a superfície, então o cometa não esquenta muito mais e fica dormente, "Harris disse.

Por algum mecanismo, um suprimento constante de "cometas bebês" deve substituir aqueles que seguiram seu curso, "mas até agora, não sabíamos de onde eles vinham, " ele adicionou.

Para entender melhor como os centauros se tornam JFCs, a equipe de pesquisa se concentrou na criação de simulações de computador que pudessem reproduzir a órbita de 29P / Schwassmann-Wachmann 1, ou SW1, um centauro descoberto em 1927 e considerado como tendo cerca de 40 milhas de diâmetro.

SW1 há muito tempo intriga os astrônomos com sua alta atividade e freqüentes explosões, apesar do fato de estar muito longe do sol para que o gelo da água derreta. Tanto sua órbita quanto sua atividade colocam SW1 em um meio-termo evolucionário entre os outros centauros e os JFCs, e o objetivo original da investigação era explorar se as circunstâncias atuais de SW1 eram consistentes com a progressão orbital dos outros centauros.

Para conseguir isso, a equipe modelou a evolução dos corpos além da órbita de Netuno, através da região do planeta gigante e dentro da órbita de Júpiter.

"Os resultados da nossa simulação incluíram várias descobertas que alteram fundamentalmente a nossa compreensão da evolução do cometa, "Harris disse." Dos novos centauros rastreados pela simulação, mais de um em cada cinco entraram em uma órbita semelhante à de SW1 em algum ponto de sua evolução. "

Em outras palavras, embora SW1 pareça ser o único grande centauro de um punhado de objetos atualmente conhecidos por ocupar o "berço dos cometas, "não é o outlier que se pensava ser, mas bastante comum para um centauro, de acordo com Harris.

Além da natureza comum da órbita de SW1, as simulações levaram a uma descoberta ainda mais surpreendente.

"Centauros que passam por esta região são a fonte de mais de dois terços de todos os cometas da família de Júpiter, "Harris disse, "making this the primary gateway through which these comets are produced."

"Historically, our assumption has been that the region around Jupiter is fairly empty, cleaned out by the giant planet's gravity, but our results teach us that there is a region that is constantly being fed, " Volk says.

This constant source of new objects may help explain the surprising rate of icy body impacts with Jupiter, such as the famous Shoemaker-Levy 9 event in 1994.

A Comet Worthy of Worship

Based on estimates and calculations of the number and size of objects entering, inhabiting and leaving the gateway region, the study predicted it should sustain an average population of about 1, 000 Jupiter-family objects, not too far off the 500 that astronomers have found so far.

The results also showed that the gateway region triggers a rapid transition:once a centaur has entered it, it is very likely to become a JFC within a few thousand years, a blink of an eye in solar system timeframes.

The calculations suggest that an object of SW1's size should enter the region every 50, 000 years, making it likely that SW1 is the largest centaur to begin this transition in all of recorded human history, Harris and Volk suggest. Na verdade, SW1 could be on its way to becoming a "super comet" within a few thousand years.

Comparable in size and activity to comet Hale-Bopp, one of the brightest comets of the 20th century, SW1 has a 70% chance of becoming what could potentially amount to the most spectacular comet humankind has ever seen, the authors suggest.

"Our descendants could be seeing a comet 10 to 100 times more active than the famous Halley comet, " Harris said, "except SW1 would be returning every six to 10 years instead of every 75."

"If there had been a comet this bright in the last 10, 000 years we would know about it, " Volk said.

"We take this as strong evidence that a similar event has not happened at least since then, " Harris said, "because ancient civilizations would not only have recorded the comet, they may have worshiped it!"