Le comete sono note per avere un carattere. Mentre piombano dai bordi esterni del nostro sistema solare, questi corpi ghiacciati iniziano a vomitare gas e polvere mentre si avvicinano al sole. Le loro esplosioni luminose possono portare a viste spettacolari che abbelliscono il cielo notturno per giorni, settimane o addirittura mesi.

Ma le comete non nascono così, e il loro percorso dalla loro posizione di formazione originale verso il sistema solare interno è stato dibattuto a lungo. Le comete sono di grande interesse per gli scienziati planetari perché probabilmente sono i resti più incontaminati di materiale rimasto dalla nascita del nostro sistema solare.

In uno studio pubblicato su Lettere per riviste astrofisiche , un team di ricercatori tra cui Kathryn Volk e Walter Harris presso l'Università dell'Arizona Lunar and Planetary Laboratory riporta la scoperta di una regione orbitale appena oltre Giove che funge da "porta di ingresso della cometa". Questo percorso incanala corpi ghiacciati chiamati centauri dalla regione dei pianeti giganti:Giove, Saturno, Urano e Nettuno:nel sistema solare interno, dove possono diventare visitatori abituali del vicinato della Terra, cosmicamente parlando.

A forma approssimativa come una ciambella immaginaria che circonda l'area, il portale è stato scoperto come parte di una simulazione di centauri, piccoli corpi ghiacciati che viaggiano su orbite caotiche tra Giove e Nettuno.

Centauri:Icy Rogues su percorsi casuali

Si ritiene che i centauri abbiano origine nella cintura di Kuiper, una regione popolata da oggetti ghiacciati oltre Nettuno e che si estende per circa 50 Unità Astronomiche, o 50 volte la distanza media tra il sole e la Terra. Incontri ravvicinati con Nettuno spingono alcuni di loro su traiettorie interiori, e diventano centauri, che fungono da popolazione sorgente di circa 1, 000 comete di breve periodo che sfrecciano intorno al sistema solare interno. Queste comete, note anche come comete della famiglia di Giove, o JFC, includono comete visitate da missioni spaziali come Tempel 1 (Deep Impact), Wild 2 (Stardust) e 67P/Churyumov-Gerasimenko (Rosetta).

"La natura caotica delle loro orbite oscura i percorsi esatti che questi centauri seguono nel loro cammino per diventare JFC, " disse Volk, un coautore dell'articolo e uno scienziato dello staff associato che studia gli oggetti della cintura di Kuiper, dinamiche planetarie e pianeti al di fuori del nostro sistema solare. "Questo rende difficile capire da dove provengano esattamente e dove potrebbero andare in futuro".

Spinto dai campi gravitazionali di diversi pianeti giganti vicini:Giove, Saturno e Nettuno:i centauri non tendono a restare, creando un quartiere ad alto volume d'affari, disse Harris.

"Vanno in giro per qualche milione di anni, forse qualche decina di milioni di anni, ma nessuno di loro c'era nemmeno vicino al momento in cui si formò il sistema solare, " Egli ha detto.

"Sappiamo di 300 centauri che possiamo vedere attraverso i telescopi, ma questa è solo la punta di un iceberg di circa 10 milioni di tali oggetti, "Ha aggiunto Harris.

"La maggior parte dei centauri che conosciamo non sono stati scoperti fino a quando i CCD non sono diventati disponibili, in più hai bisogno dell'aiuto di un computer per cercare questi oggetti, " ha detto Volk. "Ma c'è un grande pregiudizio nelle osservazioni perché i piccoli oggetti semplicemente non sono abbastanza luminosi da essere rilevati".

Dove vanno a morire le comete

Ogni passaggio intorno al sole infligge più usura a una cometa fino a quando non si rompe, ha un incontro ravvicinato con un pianeta che lo espelle dal sistema solare interno, o i suoi componenti volatili, principalmente gas e acqua, sono esauriti.

"Spesso, gran parte della polvere rimane e ricopre la superficie, così la cometa non si scalda più molto e va in letargo, "Ha detto Harris.

Con qualche meccanismo, una fornitura costante di "baby comete" deve sostituire quelle che hanno fatto il loro corso, "ma fino ad ora, non sapevamo da dove venissero, " Ha aggiunto.

Per capire meglio come i centauri diventano JFC, il team di ricerca si è concentrato sulla creazione di simulazioni al computer in grado di riprodurre l'orbita di 29P/Schwassmann-Wachmann 1, o SW1, un centauro scoperto nel 1927 e ritenuto di circa 40 miglia di diametro.

SW1 ha a lungo sconcertato gli astronomi con la sua elevata attività e le frequenti esplosioni esplosive nonostante il fatto che sia troppo lontano dal sole perché il ghiaccio d'acqua possa sciogliersi. Sia la sua orbita che la sua attività mettono SW1 in una via di mezzo evolutiva tra gli altri centauri e i JFC, e l'obiettivo originale dell'indagine era quello di esplorare se le attuali circostanze di SW1 fossero coerenti con la progressione orbitale degli altri centauri.

Per realizzare questo, il team ha modellato l'evoluzione dei corpi al di là dell'orbita di Nettuno, attraverso la regione del pianeta gigante e all'interno dell'orbita di Giove.

"I risultati della nostra simulazione includevano diversi risultati che alterano fondamentalmente la nostra comprensione dell'evoluzione della cometa, "Ha detto Harris. "Dei nuovi centauri rintracciati dalla simulazione, è stato scoperto che più di uno su cinque è entrato in un'orbita simile a quella di SW1 ad un certo punto della loro evoluzione".

In altre parole, anche se SW1 sembra essere l'unico grande centauro della manciata di oggetti attualmente noti per occupare la "culla delle comete, "non è il valore anomalo che si pensava fosse, ma piuttosto ordinario per un centauro, secondo Harris.

Oltre alla natura banale dell'orbita di SW1, le simulazioni hanno portato a una scoperta ancora più sorprendente.

"Centaurs passing through this region are the source of more than two-thirds of all Jupiter-family comets, " Harris said, "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. Infatti, 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!"