I centauri, una classe di planetoidi ghiacciati del Sistema Solare che descrivono un’orbita intorno al Sole compresa fra quelle di Giove e Nettuno, quando si avvicinano a Giove e Saturno subiscono un rapido rimodellamento delle loro orbite, che li porta a mostrare un’attività simile a quella di una cometa. Lo ha dimostrato una ricerca guidata dalla ricercatrice Eva Lilly del Planetary Science Institute.

Ecco quindi le prime risposte a un mistero di lunga data: perché alcuni centauri diventano attivi come comete, mentre altri sembrano normali asteroidi? Nessuno era ancora riuscito a capirlo, perché non c’era alcun tipo di correlazione evidente. Ora, dopo un attento studio della storia dinamica di tutti i centauri conosciuti, sia attivi che inattivi, e una serie di modellizzazioni, gli scienziati hanno finalmente fatto un grande passo avanti.

Cosa sappiamo dei centauri

I centauri sono una classe particolare di oggetti del nostro sistema planetario, caratterizzati da un’orbita instabile che li porta ad attraversare sia la fascia degli asteroidi che quella dei pianeti esterni, come Nettuno.

Prendono il nome dalla mitologia greca, in cui i centauri erano creature ibride metà uomo e metà cavallo, una rappresentazione della loro natura astrofisica ambigua. Infatti, sono simili per dimensione agli asteroidi, ma per composizione alle comete. E talvolta mostrano tracce di attività superficiale e di coda proprio come oggetti cometari: almeno nel 10% dei centauri è stata osservata attività.

Poiché la loro orbita li porta oltre l’orbita di Nettuno, i centauri sono considerati oggetti transnettuniani. La loro origine esatta, tuttavia, è ancora oggetto di studio, anche se si ritiene che molti di essi possano provenire dalla fascia di Kuiper, al di là di Nettuno.

I centauri sono oggetti di grande interesse, poiché possono fornire preziose informazioni sulla formazione e sull’evoluzione del Sistema Solare. Si pensa infatti che molti di questi corpi siano rimasti relativamente invariati dai primi giorni della formazione del nostro sistema planetario, e conservino quindi tracce delle condizioni primitive del nostro ambiente cosmico.

Tra i centauri più noti c’è Chirone, il primo oggetto di questa classe ad essere scoperto nel 1977. Chirone è significativo perché mostra caratteristiche sia di comete che di asteroidi, presentando un nucleo roccioso e una chioma gassosa.

L’incontro ravvicinato con un pianeta gigante

I centauri orbitano nel regno dei pianeti giganti, perciò la loro evoluzione orbitale è governata dall’influenza caotica dell’attrazione gravitazionale dei giganti. Per questo, mappare la storia dinamica di questi oggetti è stata un’impresa complicata.

Lilly e il suo team hanno utilizzato un integratore numerico, un codice in grado di prevedere come si evolve l’orbita di un corpo celeste. Per i centauri questo può essere noto solo per un breve periodo di tempo, in genere pari a diverse centinaia di anni, dopo di che il caos rende le previsioni imprecise.

Così facendo, hanno scoperto che tutti i centauri che mostrano segni di attività hanno subito in passato un incontro ravvicinato con Giove o Saturno, e che questo incontro ha causato un grande cambiamento orbitale. Questo cambiamento è stato definito a-jump dal team.

L’a-jump corrisponde a una diminuzione del semiasse maggiore dell’orbita del centauro. Allo stesso tempo, quest’orbita da ellittica viene modellata a circolare, con perielio sempre inferiore. Questo cambiamento è molto rapido: avviene nell’ordine di diversi mesi. E il semiasse maggiore può diminuire di diverse Unità Astronomiche (una UA è pari alla distanza della Terra dal Sole, circa 150 milioni di km).

Ed ecco i segni di attività

A causa dell’a-jump, i centauri vengono posizionati su orbite dove le loro superfici possono riscaldarsi per un periodo più lungo. In questo modo, l’onda termica può raggiungere i ghiacci all’interno, che poi sublimeranno e renderanno effettivamente attivo il centauro.

I centauri, infatti, sono ghiacciati per natura, ma trascorrono la maggior parte della loro vita nelle regioni lontane del Sistema Solare, dove l’ambiente è troppo freddo perché l’acqua e altri ghiacci possano sublimarsi. Lilly ha spiegato:

Gli a-jump spostano semplicemente alcuni di essi rapidamente più vicino al Sole, dove fa abbastanza caldo da consentire ai ghiacci di subire transizioni di fase come la sublimazione e trasformare i centauri in comete.

Il modello termico utilizzato dal team lo conferma. I risultati suggeriscono che ogni centauro, per natura, ha la capacità di diventare attivo. Tutto dipende da come evolve la sua orbita.

I risultati della ricerca implicano anche che le analisi delle recenti storie dinamiche potrebbero essere utilizzate per identificare oggetti che sono attualmente attivi, o che potrebbero diventarlo presto.

Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, è reperibile qui.