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Nuevas Perspectivas sobre la Emisión de Monóxido de Carbono del Centauro 39P/Oterma

39P/Oterma muestra emisiones de CO, arrojando luz sobre la actividad de Centauro.

― 5 minilectura


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Los Centauros son pequeños cuerpos celestes en nuestro sistema solar que tienen órbitas entre los planetas grandes y los cometas más pequeños. Uno de ellos, el 39P/Oterma, fue observado recientemente emitiendo gas de Monóxido de carbono (CO), marcando la primera vez que se detecta esto en un centauro. Este hallazgo se hizo usando el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del Telescopio Espacial James Webb el 27 de julio de 2022, cuando el 39P estaba a unos 5.82 unidades astronómicas (UA) del Sol.

¿Qué es 39P/Oterma?

El 39P/Oterma se clasifica como un centauro activo, lo que significa que muestra signos de actividad como producir una nube de polvo o gas cuando se calienta por el Sol. Este cuerpo en particular ha sido clasificado tanto como un centauro como un cometa de la familia de Júpiter (JFC) en diferentes momentos. Su órbita ha cambiado significativamente a lo largo de los años debido a interacciones gravitacionales con planetas más grandes como Júpiter, lo que afecta su posición y niveles de actividad.

¿Por qué observar centauros?

Los centauros son importantes para entender el sistema solar temprano. Sus órbitas están influenciadas por la gravedad de los planetas gigantes. Observarlos puede ayudar a los científicos a rastrear el material de la formación del sistema solar. Muchos de ellos muestran actividad, como emisiones de gas y polvo, incluso cuando están lejos del Sol, lo que nos da pistas sobre de qué están hechos estos cuerpos y cómo se comportan con el tiempo.

El rol del Telescopio Espacial James Webb

El Telescopio Espacial James Webb está diseñado para observar objetos distantes en el universo. Su capacidad para detectar emisiones tenues lo hace especialmente útil para estudiar objetos como el 39P. Las capacidades infrarrojas del JWST le permiten ver a través del polvo y el gas, lo cual es crítico para entender los centauros y su composición.

Observaciones y hallazgos

Las observaciones del JWST revelaron que el 39P/Oterma tiene una tasa de emisión de CO de aproximadamente 5.96 x 10^10 moléculas por segundo. Esto es notablemente más bajo que lo que se ha observado en otros cometas o centauros. Junto con el CO, no se detectaron Agua (H2O) ni dióxido de carbono (CO2), lo que nos indica que el CO está jugando un papel importante en la actividad de este objeto, mientras que el H2O parece menos relevante en este caso.

Comparación con otros centauros

Las observaciones de otro centauro, el 29P/Schwassmann-Wachmann 1, proporcionan un contexto valioso. La comparación muestra que el 39P tiene una composición química y un nivel de actividad diferentes. Mientras que el 29P produce más agua, el 39P muestra una mayor proporción de emisiones de CO. Esta diferencia podría deberse a lo rápido o lento que cada uno de estos objetos ha experimentado cambios en sus órbitas y condiciones ambientales.

Fotometría y datos visuales

Además de los datos del JWST, también se capturaron imágenes con telescopios terrestres como Gemini North y el Telescopio de Descubrimiento Lowell. Estas imágenes ayudaron a estimar el tamaño efectivo del núcleo del 39P entre 2.21 km y 2.49 km, indicando que el 39P es relativamente pequeño en comparación con algunos otros centauros conocidos. Los datos visuales no mostraron una coma de polvo significativa alrededor del 39P, lo que sugiere que las emisiones de gas provenían directamente del núcleo en lugar de material siendo expulsado al espacio.

Entendiendo la emisión de gas

La nueva información sobre las emisiones de CO proporciona una imagen más clara de cómo se comportan los centauros en comparación con los cometas tradicionales. El CO es mucho más difícil de detectar que el H2O, especialmente a las distancias donde se encuentra el 39P. La presencia de CO sugiere que podría haber depósitos de hielo enterrados debajo de la superficie del 39P que están sublimando-pasando de sólido a gas-cuando el cuerpo se calienta lo suficiente al acercarse al Sol.

Implicaciones para los estudios del sistema solar

La baja tasa de producción de CO en el 39P ayuda a los investigadores a entender mejor la composición de los centauros. Las observaciones sugieren que podrían tener un origen o historia de formación diferente a los cometas más grandes. Esto podría indicar que no todos los centauros son iguales, lo que lleva a varios comportamientos y emisiones en función de sus experiencias ambientales y características individuales.

Este estudio inicial abre la puerta a futuras observaciones, que serán esenciales para confirmar estos hallazgos y entender cómo los centauros encajan en el panorama más amplio de la historia de nuestro sistema solar.

Conclusión

La detección de emisiones de CO en el 39P/Oterma es un paso significativo en el estudio de estos cuerpos enigmáticos. Con instrumentos avanzados como el Telescopio Espacial James Webb, los científicos pueden obtener información más cercana sobre la composición química, los niveles de actividad y las trayectorias evolutivas de los centauros. A medida que se acumulen más datos, podremos comprender mejor cómo estos objetos distantes contribuyen a nuestro conocimiento sobre la formación del sistema solar y la diversidad de cuerpos celestes.

Fuente original

Título: First detection of CO$_2$ emission in a Centaur: JWST NIRSpec observations of 39P/Oterma

Resumen: Centaurs are minor solar system bodies with orbits transitioning between those of Trans-Neptunian Scattered Disk objects and Jupiter Family comets. 39P/Oterma is a frequently active Centaur that has recently held both Centaur and JFC classifications and was observed with the JWST NIRSpec instrument on 2022 July 27 UTC while it was 5.82 au from the Sun. For the first time, CO$_2$ gas emission was detected in a Centaur, with a production rate of Q$_{CO_2}$ = (5.96 $\pm$ 0.80) $\times$ 10$^{23}$ molecules s$^{-1}$. This is the lowest detection of CO$_2$ of any Centaur or comet. CO and H$_2$O were not detected down to constraining upper limits. Derived mixing ratios of Q$_{CO}$/Q$_{CO_2}$ $\leq$2.03 and Q$_{CO_2}$/Q$_{H_2O}$ $\geq$0.60 are consistent with CO$_2$ and/or CO outgassing playing large roles in driving the activity, but not water, and show a significant difference between the coma abundances of 29P/Schwassmann-Wachmann 1, another Centaur at a similar heliocentric distance, which may be explained by thermal processing of 39P's surface during its previous Jupiter-family comet orbit. To help contextualize the JWST data we also acquired visible CCD imaging data on two dates in July (Gemini North) and September (Lowell Discovery Telescope) 2022. Image analysis and photometry based on these data are consistent with a point source detection and an estimated effective nucleus radius of 39P in the range of $R_{nuc}= $2.21 to 2.49~km.

Autores: O. Harrington Pinto, M. S. P. Kelley, G. L. Villanueva, M. Womack, S. Faggi, A. McKay, M. A. DiSanti, C. Schambeau, Y. Fernandez, J. Bauer, L. Feaga, K. Wierzchos

Última actualización: 2023-09-20 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2309.11486

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.11486

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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