Det är känt att kometer har ett humör. När de sveper in från de yttre kanterna av vårt solsystem, dessa isiga kroppar börjar spy gas och damm när de vågar sig närmare solen. Deras lysande utbrott kan resultera i spektakulära sevärdheter som pryder natthimlen i dagar, veckor eller till och med månader.

Men kometer föds inte så, och deras väg från sin ursprungliga formationsplats mot det inre solsystemet har diskuterats under lång tid. Kometer är av stort intresse för planetforskare eftersom de sannolikt kommer att vara de mest orörda resterna av material som blivit över från vårt solsystems födelse.

I en studie publicerad i Astrofysiska tidskriftsbrev , ett team av forskare inklusive Kathryn Volk och Walter Harris vid University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory rapporterar upptäckten av en omloppsregion strax bortom Jupiter som fungerar som en "kometport." Den här vägen leder iskalla kroppar som kallas kentaurer från regionen av jätteplaneterna - Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus – in i det inre solsystemet, där de kan bli regelbundna besökare i jordens grannskap, kosmiskt sett.

Ungefär formad som en imaginär munk som omger området, gatewayen avslöjades som en del av en simulering av kentaurer, små isiga kroppar som färdas i kaotiska banor mellan Jupiter och Neptunus.

Kentaurer:Icy Rogues on Haphazard Trails

Kentaurer tros ha sitt ursprung i Kuiperbältet, en region befolkad av isiga föremål bortom Neptunus och sträcker sig ut till cirka 50 astronomiska enheter, eller 50 gånger det genomsnittliga avståndet mellan solen och jorden. Nära möten med Neptunus knuffar några av dem på inåtgående banor, och de blir kentaurer, som fungerar som källpopulationen för de ungefär 1, 000 kortperiodiska kometer som glider runt det inre solsystemet. Dessa kometer, även känd som kometer från Jupiter-familjen, eller JFC, inkluderar kometer som besöks av rymdfarkostuppdrag som Tempel 1 (Deep Impact), Wild 2 (Stardust) och 67P/Churyumov-Gerasimenko (Rosetta).

"Den kaotiska karaktären hos deras banor skymmer de exakta vägarna som dessa kentaurer följer på vägen till att bli JFC:er, sa Volk, en medförfattare på tidningen och en biträdande forskare som studerar Kuiperbältsobjekt, planetdynamik och planeter utanför vårt solsystem. "Detta gör det svårt att ta reda på exakt var de kom ifrån och vart de kan ta vägen i framtiden."

Trängas av gravitationsfälten på flera närliggande jätteplaneter - Jupiter, Saturnus och Neptunus - kentaurer tenderar inte att stanna kvar, skapa ett område med hög omsättning, sa Harris.

"De rasslar runt i några miljoner år, kanske några tiotals miljoner år, men ingen av dem var där ens i närheten av den tid då solsystemet bildades, " han sa.

"Vi känner till 300 kentaurer som vi kan se genom teleskop, men det är bara toppen av ett isberg av uppskattningsvis 10 miljoner sådana föremål, ", tillade Harris.

"De flesta kentaurer vi känner till upptäcktes inte förrän CCD blev tillgängliga, plus att du behöver hjälp av en dator för att söka efter dessa objekt, " Sa Volk. "Men det finns en stor snedvridning i observationer eftersom de små föremålen helt enkelt inte är tillräckligt ljusa för att upptäckas."

Dit kometer går för att dö

Varje pass runt solen orsakar mer slitage på en komet tills den så småningom går sönder, har ett nära möte med en planet som skjuter ut den från det inre solsystemet, eller dess flyktiga ämnen - mestadels gas och vatten - är utarmade.

"Ofta, mycket av dammet finns kvar och täcker ytan, så kometen värms inte upp mycket längre och den går i dvala, " sa Harris.

Genom någon mekanism, en jämn tillgång på "bebiskometer" måste ersätta de som har gått sin väg, "men tills nu, vi visste inte var de kom ifrån, " han lade till.

För att bättre förstå hur kentaurer blir JFCs, forskargruppen fokuserade på att skapa datorsimuleringar som kunde återskapa omloppsbanan för 29P/Schwassmann-Wachmann 1, eller SW1, en kentaur som upptäcktes 1927 och som troddes vara cirka 40 miles tvärs över.

SW1 har länge förbryllat astronomer med sin höga aktivitet och frekventa explosiva utbrott trots att den är för långt från solen för att isen ska smälta. Både dess omloppsbana och aktivitet placerar SW1 i en evolutionär mellanväg mellan de andra kentaurerna och JFCs, och det ursprungliga målet med undersökningen var att undersöka om SW1:s nuvarande omständigheter överensstämde med de andra kentaurernas omloppsbana.

För att åstadkomma detta, teamet modellerade utvecklingen av kroppar från bortom Neptunus bana, genom jätteplanetens region och inne i Jupiters bana.

"Resultaten av vår simulering inkluderade flera fynd som i grunden förändrar vår förståelse av kometevolution, ", sa Harris. "Av de nya kentaurerna som spåras av simuleringen, mer än en av fem befanns gå in i en omloppsbana som liknar den för SW1 någon gång i sin utveckling."

Med andra ord, även om SW1 verkar vara den enda stora kentauren av den handfull objekt som för närvarande är kända för att ockupera "kometernas vagga, "det är inte det extrema det troddes vara, men ganska vanligt för en kentaur, enligt Harris.

Förutom den vanliga naturen hos SW1:s omloppsbana, simuleringarna ledde till en ännu mer överraskande upptäckt.

"Kentaurer som passerar genom denna region är källan till mer än två tredjedelar av alla kometer från Jupiterfamiljen, "Harris sa, "gör detta till den primära porten genom vilken dessa kometer produceras."

"Historiskt sett, vårt antagande har varit att området runt Jupiter är ganska tomt, rensas ut av den gigantiska planetens gravitation, men våra resultat lär oss att det finns en region som ständigt matas, säger Volk.

Denna ständiga källa till nya föremål kan hjälpa till att förklara den överraskande hastigheten av isiga kroppspåverkan med Jupiter, som det berömda Shoemaker-Levy 9-evenemanget 1994.

En komet värd att dyrkas

Baserat på uppskattningar och beräkningar av antalet och storleken på objekt som kommer in, bor och lämnar gateway-regionen, studien förutspådde att den skulle upprätthålla en genomsnittlig befolkning på cirka 1, 000 objekt från Jupiterfamiljen, 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 år, making it likely that SW1 is the largest centaur to begin this transition in all of recorded human history, Harris and Volk suggest. Faktiskt, 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, föreslår författarna.

"Our descendants could be seeing a comet 10 to 100 times more active than the famous Halley comet, "Harris sa, "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 sa, "because ancient civilizations would not only have recorded the comet, they may have worshiped it!"