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Posiciones de objetos conocidos del Sistema Solar exterior.
Los centauros orbitan generalmente hacia el interior del cinturón de Kuiper y fuera de los troyanos de Júpiter .
  sol
  Troyanos de Júpiter  (6.178)
  Disco disperso  (> 300)   Troyanos de Neptuno  (9) 		  Planetas gigantes : J  · S  · U  · N
  Centauros  (44.000)
  Cinturón de Kuiper  (> 100.000)
(escala en AU ; época a enero de 2015; # de objetos entre paréntesis)
Tipos de planetas menores distantes

Un centauro , en astronomía planetaria , es un pequeño cuerpo del Sistema Solar con un perihelio o un semieje mayor entre los de los planetas exteriores . Los centauros generalmente tienen órbitas inestables porque cruzan o han cruzado las órbitas de uno o más de los planetas gigantes; casi todas sus órbitas tienen vidas dinámicas de sólo unos pocos millones de años, [1] pero hay un centauro conocido, 514107 Kaʻepaokaʻawela , que puede estar en una órbita estable (aunque retrógrada) . [2] [nota 1] Los centauros suelen exhibir las características de ambos asteroidesy cometas . Llevan el nombre de los centauros mitológicos que eran una mezcla de caballo y humano. El sesgo de observación hacia objetos grandes dificulta la determinación de la población total de centauros. Las estimaciones para el número de centauros en el Sistema Solar de más de 1 km de diámetro oscilan entre tan solo 44.000 [1] y más de 10.000.000 [4] [5].

El primer centauro que se descubrió, según la definición del Laboratorio de Propulsión a Chorro y el que se usa aquí, fue el 944 de Hidalgo en 1920. Sin embargo, no fueron reconocidos como una población distinta hasta el descubrimiento de 2060 Quirón en 1977. El centauro más grande confirmado es 10199 Chariklo , que con 260 kilómetros de diámetro es tan grande como un asteroide de tamaño medio del cinturón principal, y se sabe que tiene un sistema de anillos . Fue descubierto en 1997.

Sin centauro ha sido fotografiado de cerca, aunque no hay evidencia de que Saturno 's luna Phoebe , fotografiada por la Cassini sonda en 2004, puede ser un centauro capturado que se originó en el cinturón de Kuiper . [6] Además, el telescopio espacial Hubble ha obtenido cierta información sobre las características de la superficie del 8405 Asbolus .

1 Ceres puede haberse originado en la región de los planetas exteriores, [7] y, de ser así, podría considerarse un ex-centauro, pero los centauros que se ven hoy en día se originaron en otros lugares.

De los objetos que se sabe que ocupan órbitas similares a centauros, se ha encontrado que aproximadamente 30 muestran comas de polvo similares a cometas , con tres, 2060 Chiron , 60558 Echeclus y 29P / Schwassmann-Wachmann 1, que tienen niveles detectables de producción de volátiles en órbitas por completo. más allá de Júpiter. [8] Por lo tanto, Chiron y Echeclus se clasifican como asteroides y cometas, mientras que Schwassmann-Wachmann 1 siempre ha tenido una designación de cometa. Se sospecha que otros centauros, como 52872 Okyrhoe , han mostrado coma . Se espera que cualquier centauro que sea perturbado lo suficientemente cerca del Sol se convierta en un cometa.

Clasificación [ editar ]

La definición genérica de centauro es un cuerpo pequeño que orbita el Sol entre Júpiter y Neptuno y cruza las órbitas de uno o más de los planetas gigantes. Debido a la inestabilidad inherente a largo plazo de las órbitas en esta región, incluso centauros como 2000 GM 137 y 2001 XZ 255 , que actualmente no cruzan la órbita de ningún planeta, se encuentran en órbitas gradualmente cambiantes que serán perturbadas hasta que comiencen a moverse. cruzar la órbita de uno o más de los planetas gigantes. [1] Algunos astrónomos cuentan sólo los cuerpos con semiejes mayores en la región de los planetas exteriores como centauros; otros aceptan cualquier cuerpo con perihelio en la región, ya que sus órbitas son igualmente inestables.

Criterios discrepantes [ editar ]

Sin embargo, diferentes instituciones tienen diferentes criterios para clasificar los objetos limítrofes, basados ​​en valores particulares de sus elementos orbitales :

  • El Minor Planet Center (MPC) define a los centauros como los que tienen un perihelio más allá de la órbita de Júpiter ( 5,2 AU < q ) y un semieje mayor menor que el de Neptuno ( a <30,1 AU ). [9] Aunque hoy en día el MPC a menudo enumera centauros y objetos de disco dispersos juntos como un solo grupo.
  • El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) define de manera similar a los centauros como que tienen un eje semi-mayor, a , entre los de Júpiter y Neptuno ( 5.5 AU ≤ a ≤ 30.1 AU ). [10]
  • Por el contrario, Deep Ecliptic Survey (DES) define a los centauros utilizando un esquema de clasificación dinámico. Estas clasificaciones se basan en el cambio simulado en el comportamiento de la órbita actual cuando se extiende a lo largo de 10 millones de años. El DES define a los centauros como objetos no resonantes cuyos perihelios instantáneos ( osculantes ) son menores que el semieje mayor osculante de Neptuno en cualquier momento durante la simulación. Esta definición pretende ser sinónimo de órbitas que cruzan planetas y sugerir vidas comparativamente cortas en la órbita actual. [11]
  • La colección The Solar System Beyond Neptune (2008) define objetos con un semi-eje mayor entre los de Júpiter y Neptuno y un parámetro de Tisserand relativo a Júpiter por encima de 3.05 como centauros, clasificando los objetos con un parámetro de Tisserand relativo a Júpiter debajo de este y, para excluir los objetos del cinturón de Kuiper , un corte de perihelio arbitrario a medio camino de Saturno ( q ≤ 7.35 AU ) como cometas de la familia de Júpiter , y clasificar esos objetos en órbitas inestables con un semieje mayor que el de Neptuno como miembros de la dispersión desct. [12]
  • Otros astrónomos prefieren definir a los centauros como objetos que no son resonantes con un perihelio dentro de la órbita de Neptuno que probablemente cruce la esfera de Hill de un gigante gaseoso dentro de los próximos 10 millones de años, [13] para que los centauros puedan ser pensados ​​como objetos dispersos hacia el interior y que interactúan con más fuerza y ​​se dispersan más rápidamente que los típicos objetos de discos dispersos.
  • La base de datos de cuerpos pequeños de JPL enumera 452 centauros. [14] Hay 116 objetos transneptunianos adicionales  (objetos con un eje semi-mayor más alejado que el de Neptuno, es decir, 30,1 AU ≤ a ) con un perihelio más cercano que la órbita de Urano ( q ≤ 19,2 AU ). [15]

Objetos ambiguos [ editar ]

Los criterios de Gladman y Marsden (2008) [12] harían que algunos objetos cometas de la familia de Júpiter: Tanto Echeclus ( q = 5,8 AU , T J = 3,03 ) como Okyrhoe ( q = 5,8 AU ; T J = 2,95 ) se han clasificado tradicionalmente como centauros. Tradicionalmente considerado un asteroide, pero clasificado como centauro por el JPL, Hidalgo ( q = 1,95 AU ; T J = 2,07 ) también cambiaría de categoría a un cometa de la familia de Júpiter. Schwassmann-Wachmann 1 ( q = 5,72 AU; T J = 2.99 ) ha sido categorizado como centauro y cometa de la familia de Júpiter dependiendo de la definición utilizada.

Otros objetos atrapados entre estas diferencias en los métodos de clasificación incluyen (44594) 1999 OX 3 , que tiene un eje semi-mayor de 32 UA pero cruza las órbitas de Urano y Neptuno. Está catalogado como un centauro exterior por el Deep Ecliptic Survey (DES). Entre los centauros internos, (434620) 2005 VD , con una distancia de perihelio muy cerca de Júpiter, está catalogado como centauro tanto por JPL como por DES.

Una simulación orbital reciente [4] de la evolución de los objetos del cinturón de Kuiper a través de la región de los centauros ha identificado una " puerta orbital " de corta duración entre 5.4 y 7.8 AU a través de la cual pasa el 21% de todos los centauros, incluido el 72% de los centauros que Cometas de la familia de Júpiter. Se sabe que cuatro objetos ocupan esta región, incluidos 29P / Schwassmann-Wachmann , P / 2010 TO20 LINEAR-Grauer , P / 2008 CL94 Lemmon y 2016 LN8, pero las simulaciones indican que puede haber un orden de 1000 objetos más> 1 km en radio que aún no se han detectado. Los objetos en esta región de la puerta de enlace pueden mostrar una actividad significativa [16] [17] y se encuentran en un importante estado de transición evolutiva que difumina aún más la distinción entre las poblaciones de cometas de la familia de los centauros y Júpiter.

El Comité de Nomenclatura de Cuerpos Pequeños de la Unión Astronómica Internacional no ha intervenido formalmente en ningún lado del debate. En cambio, ha adoptado la siguiente convención de nomenclatura para tales objetos: De acuerdo con sus órbitas de transición de centauro entre los TNO y los cometas, "los objetos en órbitas inestables, no resonantes, que cruzan planetas gigantes con semiejes mayores que los de Neptuno" deben ser llamado así por otras criaturas míticas híbridas y que cambian de forma. Hasta ahora, solo los objetos binarios Ceto y Phorcys y Typhon y Echidna han sido nombrados de acuerdo con la nueva política. [18]

Los centauros con diámetros medidos enumerados como posibles planetas enanos según el sitio web de Mike Brown incluyen 10199 Chariklo , (523727) 2014 NW 65 y 2060 Chiron . [19]

Órbitas [ editar ]

Distribución [ editar ]

Órbitas de centauros conocidos [nota 2]

El diagrama ilustra las órbitas de centauros conocidos en relación con las órbitas de los planetas. Para los objetos seleccionados, la excentricidad de las órbitas está representada por segmentos rojos (que se extienden desde el perihelio hasta el afelio).

Las órbitas de los centauros muestran una amplia gama de excentricidades, desde muy excéntricas ( Pholus , Asbolus , Amycus , Nessus ) hasta más circulares ( Chariklo y los que cruzan Saturno Thereus y Okyrhoe ).

Para ilustrar el rango de los parámetros de las órbitas, el diagrama muestra algunos objetos con órbitas muy inusuales, trazados en amarillo:

  • 1999 XS 35 ( asteroide Apolo ) sigue una órbita extremadamente excéntrica ( e = 0,947 ), llevándola desde el interior de la órbita de la Tierra (0,94 AU) hasta mucho más allá de Neptuno ( > 34 AU )
  • 2007 TB 434 sigue una órbita cuasi circular ( e <0.026 )
  • 2001 XZ 255 tiene la inclinación más baja ( i <3 ° ).
  • 2004 YH 32 pertenece a una pequeña proporción de centauros con una inclinación programada extrema( i > 60 ° ). Sigue una órbita tan inclinada (79 °) que, si bien cruza desde la distancia del cinturón de asteroides desde el Sol hasta más allá de la distancia de Saturno, si su órbita se proyecta sobre el plano de la órbita de Júpiter, ni siquiera se desplaza. hasta Júpiter.

Más de una docena de centauros conocidos siguen órbitas retrógradas. Sus inclinaciones van desde modestas ( p . Ej ., 160 ° para Dioretsa ) a extremas ( i <120 ° ; p . Ej . 105 ° para (342842) 2008 YB 3 [20] ). Se afirmó de manera controvertida que diecisiete de estos centauros retrógrados de alta inclinación tenían un origen interestelar. [21] [22] [23]

Cambio de órbitas [ editar ]

El semi-eje mayor de Asbolus durante los próximos 5500 años, utilizando dos estimaciones ligeramente diferentes de los elementos orbitales actuales. Después del encuentro con Júpiter del año 4713, los dos cálculos divergen. [24]

Debido a que los centauros no están protegidos por resonancias orbitales , sus órbitas son inestables en una escala de tiempo de 10 6 a 10 7  años. [25] Por ejemplo, 55576 Amycus se encuentra en una órbita inestable cerca de la resonancia 3: 4 de Urano. [1] Los estudios dinámicos de sus órbitas indican que ser un centauro es probablemente un estado orbital intermedio de los objetos en transición del cinturón de Kuiper a la familia de cometas de período corto de Júpiter .

Los objetos pueden ser perturbados desde el cinturón de Kuiper, después de lo cual se convierten en un cruce de Neptuno e interactúan gravitacionalmente con ese planeta (ver teorías de origen ). Luego se clasifican como centauros, pero sus órbitas son caóticas y evolucionan con relativa rapidez a medida que el centauro se acerca repetidamente a uno o más de los planetas exteriores. Algunos centauros evolucionarán a órbitas que cruzan Júpiter, con lo cual su perihelia puede reducirse al interior del Sistema Solar y pueden ser reclasificados como cometas activos en la familia de Júpiter si muestran actividad cometaria. Los centauros finalmente chocaráncon el Sol o un planeta o de lo contrario pueden ser expulsados ​​al espacio interestelar después de un acercamiento cercano a uno de los planetas, particularmente a Júpiter .

Características físicas [ editar ]

El tamaño relativamente pequeño de los centauros impide la observación remota de superficies, pero los índices de color y los espectros pueden proporcionar pistas sobre la composición de la superficie y una idea del origen de los cuerpos. [25]

Colores [ editar ]

Distribución de color de los centauros

Los colores de los centauros son muy diversos, lo que desafía cualquier modelo simple de composición de superficies. [26] En el diagrama lateral, los índices de color son medidas de la magnitud aparente de un objeto a través de filtros azul (B), visible (V) (es decir, verde-amarillo) y rojo (R). El diagrama ilustra estas diferencias (en colores exagerados) para todos los centauros con índices de color conocidos. Como referencia, se trazan dos lunas: Tritón y Phoebe , y el planeta Marte (etiquetas amarillas, el tamaño no está a escala).

Los centauros parecen agruparse en dos clases:

  • muy rojo - por ejemplo 5145 Pholus
  • azul (o azul grisáceo, según algunos autores) - por ejemplo 2060 Chiron o 2020 MK 4

Existen numerosas teorías para explicar esta diferencia de color, pero se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías:

  • La diferencia de color resulta de una diferencia en el origen y / o composición del centauro (ver origen a continuación)
  • La diferencia de color refleja un nivel diferente de meteorización espacial de la radiación y / o la actividad cometaria .

Como ejemplos de la segunda categoría, el color rojizo de Pholus se ha explicado como un posible manto de orgánicos rojos irradiados, mientras que Chiron ha expuesto su hielo debido a su actividad cometaria periódica, lo que le da un índice azul / gris. Sin embargo, la correlación con la actividad y el color no es segura, ya que los centauros activos abarcan la gama de colores desde el azul (Quirón) hasta el rojo (166P / NEAT). [27] Alternativamente, Pholus puede haber sido expulsado recientemente del cinturón de Kuiper, por lo que los procesos de transformación de la superficie aún no han tenido lugar.

Delsanti y col. sugieren múltiples procesos en competencia: enrojecimiento por la radiación y enrojecimiento por colisiones. [28] [29]

Espectros [ editar ]

La interpretación de los espectros suele ser ambigua, relacionada con el tamaño de las partículas y otros factores, pero los espectros ofrecen una idea de la composición de la superficie. Al igual que con los colores, los espectros observados pueden ajustarse a varios modelos de la superficie.

Se han confirmado firmas de hielo de agua en varios centauros [25] (incluidos 2060 Chiron , 10199 Chariklo y 5145 Pholus ). Además de la firma de hielo de agua, se han propuesto otros modelos:

  • Se ha sugerido que la superficie de Chariklo es una mezcla de tolinas (como las detectadas en Titán y Tritón ) con carbono amorfo .
  • Se ha sugerido que el Pholus está cubierto por una mezcla de tolinas similares a Titán , negro de humo , olivino [30] y hielo de metanol .
  • Se ha sugerido que la superficie de 52872 Okyrhoe es una mezcla de kerógenos , olivinos y un pequeño porcentaje de hielo de agua.
  • Se ha sugerido que 8405 Asbolus es una mezcla de 15% de tholins tipo Triton , 8% de tholin similar a Titan, 37% de carbono amorfo y 40% de tholin de hielo.

Quirón parece ser el más complejo. Los espectros observados varían según el período de observación. La firma del hielo de agua se detectó durante un período de baja actividad y desapareció durante la alta actividad. [31] [32] [33]

Similitudes con los cometas [ editar ]

El cometa 38P exhibe un comportamiento de centauro al acercarse a Júpiter, Saturno y Urano entre 1982 y 2067. [34]

Las observaciones de Chiron en 1988 y 1989 cerca de su perihelio encontraron que mostraba un coma (una nube de gas y polvo que se evapora de su superficie). Por lo tanto, ahora está oficialmente clasificado como cometa y asteroide, aunque es mucho más grande que un cometa típico y existe cierta controversia. Otros centauros están siendo monitoreados para detectar actividades similares a cometas: hasta ahora dos, 60558 Echeclus y 166P / NEAT han mostrado tal comportamiento. 166P / NEAT fue descubierto mientras exhibía una coma, por lo que se clasifica como cometa, aunque su órbita es la de un centauro. 60558 Se descubrió que Echeclus no estaba en coma, pero recientemente se activó [35].por lo que ahora también se clasifica como cometa y asteroide. En general, hay ~ 30 centauros para los que se ha detectado actividad, con la población activa sesgada hacia objetos con distancias de perihelio más pequeñas. [36]

Se ha detectado monóxido de carbono en 60558 Echeclus [8] y Chiron [37] en cantidades muy pequeñas, y se calculó que la tasa de producción de CO derivada es suficiente para dar cuenta del coma observado. La tasa de producción de CO calculada de 60558 Echeclus y Chiron es sustancialmente más baja de lo que se observa típicamente para 29P / Schwassmann-Wachmann , [16] otro cometa de actividad lejana a menudo clasificado como centauro.

No existe una distinción orbital clara entre centauros y cometas. Tanto 29P / Schwassmann-Wachmann como 39P / Oterma se han denominado centauros ya que tienen órbitas típicas de centauros. El cometa 39P / Oterma está actualmente inactivo y se vio que estaba activo solo antes de que Júpiter lo perturbara en una órbita de centauro en 1963. [38] El tenue cometa 38P / Stephan-Oterma probablemente no mostraría coma si tuviera un perihelio. distancia más allá de la órbita de Júpiter a 5 UA. Para el año 2200, el cometa 78P / Gehrels probablemente migrará hacia afuera en una órbita similar a un centauro.

Períodos de rotación [ editar ]

Un análisis de periodograma de las curvas de luz de estos Chiron y Chariklo da, respectivamente, los siguientes períodos de rotación: 5,5 ± 0,4 ~ hy 7,0 ± 0,6 ~ h. [39]

Tamaño, densidad, reflectividad [ editar ]

Se puede encontrar un catálogo sobre las características físicas de los centauros en http://www.johnstonsarchive.net/astro/tnodiam.html . Los centauros pueden alcanzar diámetros de hasta cientos de kilómetros. Los centauros más grandes tienen diámetros superiores a los 100 km y residen principalmente más allá de las 13,11 UA . [40]

Hipótesis de origen [ editar ]

El estudio de los orígenes de los centauros es rico en desarrollos recientes, pero cualquier conclusión aún se ve obstaculizada por datos físicos limitados. Se han propuesto diferentes modelos para el posible origen de los centauros.

Las simulaciones indican que la órbita de algunos objetos del cinturón de Kuiper puede perturbarse, lo que resulta en la expulsión del objeto para que se convierta en un centauro. Los objetos de disco dispersos serían dinámicamente los mejores candidatos (por ejemplo, los centauros podrían ser parte de un disco disperso "interno" de objetos perturbados hacia adentro desde el cinturón de Kuiper. [41] ) para tales expulsiones, pero sus colores no se ajustan a los bicolores. naturaleza de los centauros. Los plutinos son una clase de objeto del cinturón de Kuiper que muestra una naturaleza bicolor similar, y hay sugerencias de que no todas las órbitas de los plutinos son tan estables como se pensó inicialmente, debido a la perturbación de Plutón . [42]Se esperan más desarrollos con más datos físicos sobre los objetos del cinturón de Kuiper.

Centauros notables [ editar ]

NombreAñoDescubridorVida media [1]
(adelante)		Clase [a]
55576 Amycus2002NEAT en Palomar11,1  MaReino Unido
54598 Bienor2000Marc W. Buie y col.?U
10370 Hylonome1995Observatorio de Mauna Kea6.3 MaNaciones Unidas
10199 Chariklo1997Spacewatch10,3 MaU
8405 Asbolus1995Spacewatch ( James V. Scotti )0.86 MaSN
7066 Nessus1993Spacewatch ( David L. Rabinowitz )4.9 MaSK
5145 Folo1992Spacewatch ( David L. Rabinowitz )1,28 MaSN
2060 Quirón1977Charles T. Kowal1.03 MaSU
  1. ^ la clase está definida por el perihelio y la distancia del afelio del objeto: S indica un perihelio / afelio cerca de Saturno, U cerca de Urano, N cerca de Neptuno y K en el cinturón de Kuiper.

Ver también [ editar ]

  • Asteroide
  • Planeta enano

Notas [ editar ]

  1. ^ Para la crítica de esta idea ver [3]
  2. ^ A los efectos de este diagrama, un objeto se clasifica como centauro si su eje semi-mayor se encuentra entre Júpiter y Neptuno

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d e Horner, J .; Evans, NW; Bailey, ME (2004). "Simulaciones de la población de centauros I: las estadísticas a granel". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 354 (3): 798–810. arXiv : astro-ph / 0407400 . Código bibliográfico : 2004MNRAS.354..798H . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2004.08240.x . S2CID  16002759 .
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Enlaces externos [ editar ]

  • Lista de centauros y objetos de disco disperso
  • Centauros de la enciclopedia de astrobiología, astronomía y vuelos espaciales
  • Horner, Jonathan; Lykawka, Patryk Sofia (2010). "Troyanos planetarios - ¿la principal fuente de cometas de período corto?". Revista Internacional de Astrobiología . 9 (4): 227–234. arXiv : 1007.2541 . Código Bibliográfico : 2010IJAsB ... 9..227H . doi : 10.1017 / S1473550410000212 . S2CID  53982616 .
  • WISE de la NASA encuentra misteriosos centauros que pueden ser cometas (2013)
  • Simulación interactiva de gravedad en 3D de centauros notables