Paslaptingi kosmoso klajūnai glumina mokslininkus. Iš kur jie atkeliavo?

Mažųjų Saulės sistemos kūnų atradimai prasidėjo kartu su XIX amžiumi, kai aptikta Cerera – didžiausias Asteroidų žiedo objektas.

Per daugiau nei šimtmetį jų aptikta beveik tūkstantis – kone visi tarp Marso ir Jupiterio. Buvo ir anomalijų: 1906 metais atrastas 588 Achilas (skaičius nurodo įrašymo į oficialius katalogus eilės tvarką), kurio orbita sutapo su Jupiterio. Tai buvo pirmasis Jupiterio trojėnas, bet šiandien kalbame ne apie juos.

1920 metais aptiktas 944 Hidalgas, kurio ištęsta orbita nešdavo jį nuo Asteroidų žiedo iki Saturno orbitos. Be to, orbitos plokštuma gerokai nesutampa su planetų orbitomis – pasvirusi maždaug 44 laipsnių kampu. Nors tai nebuvo pirmasis gero laidos pasvirusios orbitos kūnas, kiti tuo metu žinomi apsiribojo 35 laipsnių nuokrypiu.

Ilgą laiką Hidalgas, pavadintas Meksikos revoliucinio didvyrio garbei, buvo unikalus tarp žinomų asteroidų. Praėjo daugiau nei pusšimtis metų, kol 1977-aisiais aptiktas 2060 Cheironas. Jo orbita telpa tarp Saturno ir Urano. Tolesni atradimai sekė tik paskutiniame praeito amžiaus dešimtmetyje, kai įvairios automatizuotos mažųjų kūnų paieškoms programos pradėjo jų rasti šimtus, vėliau – tūkstančius ir milijonus visoje Saulės sistemoje.

„Kentaurų“, kaip atskiros šių kūnų grupės, apibrėžimas atėjo su Cheirono atradimu. Jis parinktas neatsitiktinai: kaip mitiniai kentaurai yra žmogaus ir arklio hibridai, taip astronominiai kentaurai turi ir asteroidų, ir kometų savybių. Cheironas tik atradus atrodė kaip asteroidas, bet vėliau užsiaugino uodegą, kaip kometa; kai kurie kiti kentaurai elgiasi panašiai. Tokio elgesio paaiškinimas atskleidžia daug ir apie šių objektų prigimtį.

Planetos Saulės sistemoje skraido beveik apskritimais aplink Saulę. Jų orbitos ne tik nesikerta, bet netgi laikosi nemažu atstumu viena nuo kitos, daugybę kartų didesniu už pačias planetas. Taip nutiko ne atsitiktinai: glaudžios ar besikertančios orbitos reikštų, kad planetos dažnai pralėktų labai arti viena kitos. Tada tarpusavio gravitacija jas išsviestų tolyn – link Saulės, į sistemos pakraščius arba visai į tarpplanetinę erdvę. Manoma, kad bent vienos didelės planetos Saulės sistema neteko dėl tokių sąveikų pačioje jaunystėje. Likusios planetos nusistovėjo į stabilias orbitas, kuriose sukasi puspenkto milijardo metų.

Su mažesniais kūnais yra kitaip. Štai Plutono orbita kertasi su Neptūno – kartais nykštukinė planeta būna arčiau Saulės, nei didesnė kaimynė, kartais – toliau. Tačiau šie objektai yra rezonanse: dvi Plutono orbitos tiksliai atitinka tris Neptūno. Todėl kaskart, kai Plutonas kerta Neptūno orbitą, Neptūnas yra tolimoje jos dalyje. Asteroidų žiede orbitų įvairovė didžiulė, bet ten esančių kūnų gravitacija silpna, tad ir perturbacijos nedidelės. Visgi jų būna – kartais koks asteroidas atlekia net ir arti Žemės.

Kentaurų situacija yra daug įdomesnė (skaitykit – blogesnė). Ištęstos jų orbitos kerta didžiųjų planetų orbitas, tačiau rezonanso jie nepasiekia. Taigi laikui bėgant jie neišvengiamai praskrenda kur nors arti planetos ir yra nukreipiami kitur, nei skrido iki tol. Kitaip tariant, jų orbitos yra nestabilios; tipinis kentauras tame regione išgyvena tik apie kelis milijonus metų – ilgai lyginant su žmogiškais masteliais, tačiau labai trumpai, palyginus su puspenkto milijardo metų Saulės sistemos amžiumi.

Orbitų nestabilumas lemia, kad kentaurų, palyginus su kad ir Asteroidų žiedo populiacija, koncentracija nedidelė. Visgi jų užimamos erdvės tūris – daug didesnis, taigi bendras skaičius panašus, arba net viršija Asteroidų žiedo. Tiesa, tikslų skaičių pasakyti labai sudėtinga – dėl atstumo ir tos pačios didelės erdvės labai sudėtinga jų ieškoti. Šiuo metu žinome apie tūkstantį kentaurų, bet skaičiuojama, kad jų, didesnių už kilometrą, gali būti nuo 40 tūkstančių iki 10 milijonų. Tuo tarpu Asteroidų žiede tokių yra apie milijoną. Tik nepamirškime, kad Asteroidų žiedo plotis tėra kiek daugiau nei vienas astronominis vienetas, o kentaurų regionas apima 25.

Jei kentaurų orbitos nestabilios vos kelių milijonų metų laikotarpiu, vadinasi jų nuolat iš kažkur turi atsirasti. Greičiausiai kentaurų šaltinis yra dar toliau, už Neptūno orbitos, plytintis Kuiperio žiedas. Ten skrajojančių kūnų orbitos kartais pakrypsta Neptūno link, tada šios planetos gravitacija nukreipia jas dar toliau į centrinę sistemos dalį. Saulės sistemos jaunystėje tokie įvykiai buvo nepalyginamai dažnesni – sklaidantis protoplanetiniam diskui migruojantis Neptūnas bei kitos didžiosios planetos žvaigždės link nukreipė gausybę asteroidų, kurie talžė Žemę ir kitas uolines planetas ir greičiausiai atnešė čia vandens ir gyvybei reikalingų molekulių.

Po kelių milijonų metų kentaurai turi iškeliauti kur nors kitur. Žinoma, čia tik statistinis, ar tikimybinis, įvertinimas – kai kurie galbūt toje zonoje praleidžia vos vieną-kitą orbitą, t.y. dešimtmečius, kiti gali išlikti ir šimtus milijonų metų. Visgi anksčiau ar vėliau kiekvienas objektas nukeliauja į kokią nors kitą, paprastai stabilesnę, orbitą. Dalis išlekia atgal į Kuiperio žiedą ar net visai iš Saulės sistemos. Dalis tampa trumpo periodo – iki 200 metų – kometomis. Žinomiausia iš jų yra Halley`io kometa, priartėjanti prie Saulės kas 72-80 metų. Šių kometų orbitos panašios į kentaurų, tik artimiausias Saulei taškas yra daug arčiau, nei Jupiterio orbita. Dar viena galima lemtis – tapti didžiosios planetos palydovu. Manoma, kad Saturno palydovas Febė gimė Kuiperio žiede ir vėliau atmigravo ten, kur jį pagavo planetos gravitacija; tiesa, tokia interpretacija nėra vienareikšmiškai priimta. Daugybė mažyčių Jupiterio ir Saturno palydovų greičiausiai irgi gimė ne aplinkplanetiniuose diskuose kartu su pačiomis planetomis, o buvo pagauti, lėkdami pro šalį.

Kol kas kentaurai yra bene menkiausiai ištirta objektų grupė Saulės sistemoje; mažiau nei apie juos žinome tik apie Oorto debesį. Nei vieno kentauro neaplankė joks tyrimų aparatas – neskaitant jau minėtos Febės, pro kurią buvo praskridęs Cassini zondas, tyrinėjęs Saturną ir jo palydovus.

Didžiausias vienareikšmiškai pripažintas kentauras yra 275 kilometrų skersmens objektas 2014 NW65, aptiktas 2010 metais (210 km Cheironas ir 242 km Chariklė – kiek mažesni, bet irgi tarp didžiausiųjų). Kartais kentaurais laikomi ir keliolika didesnių objektų, bet jų orbitos nuneša juos už Neptūno, taigi pagal griežtą apibrėžimą jie į šią kategoriją nepatenka.

Net ir tarp jų didžiausias – 2018 AG37 – tesiekia 400-800 kilometrų (skirtingų šaltinių vertinimai skiriasi). Taigi visi kentaurai mažesni už didžiausią Asteroidų žiedo kūną – nykštukinę planetą Cererą (skersmuo 940 km).

Net ir Cererą stebėti iš Žemės sudėtinga, taigi nieko stebėtino, kad keletą-keliolika kartų toliau esantys mažesni kūnai net ir per geriausius teleskopus atrodo tik kaip neryškūs taškeliai. Net ir tos žinios, kurias apie juos turime – informacija apie orbitas, galimus dydžius, netgi spalvas ar paviršiaus mineralinę sudėtį – yra milžiniškų šiandieninių technologinių galimybių pasekmė.

Ir bent artimiausioje ateityje maždaug tuo teks pasitenkinti – misijų aplankyti kentaurus kol kas neplanuojama. Žinoma, žinių surinksime vis daugiau – bus atrandama naujų kentaurų, išsiaiškinsime jų paviršiaus sandarą ir panašiai, taip pat įvairias savybes galėsime ekstrapoliuoti iš kometų ar didžiųjų planetų palydovų stebėjimų. Visgi plynę tarp keturių didžiųjų planetų orbitų ir jos gyventojus ir toliau dengs paslapties šydas.