Spredt disk

Den spredte skive  er et fjerntliggende område af solsystemet , dårligt befolket af små kroppe , hovedsagelig bestående af is . Sådanne kroppe kaldes scattered disc-objekter ( SDO * , scattered disc-objekt ); de er en undergruppe af den store familie af trans-neptunske objekter (TNO'er). Det indre område af den spredte skive overlapper delvist med Kuiperbæltet , men til sammenligning ligger den ydre kant af skiven meget længere fra Solen og meget over og under ekliptikkens plan .

* På grund af manglen på en generelt accepteret russisk-sproget forkortelse, vil forkortelsen fra det engelske udtryk blive brugt nedenfor.

Formation

Oprindelsen af ​​den spredte skive er stadig uklar, selvom den fremherskende opfattelse blandt astronomer er, at den blev dannet, da Kuiperbælteobjekter blev "spredt" på grund af tyngdekraftens interaktion med ydre planeter, hovedsageligt Neptun , og erhvervede store excentriciteter og kredsløbshældninger . Mens Kuiperbæltet er en forholdsvis rund og flad "donut", der ligger i området fra 30 til 44 AU. Det vil sige, at med sine egne objekter i autonome cirkulære baner ( cubivano ) eller let elliptiske resonansbaner (2:3 - plutino og 1:2), er den spredte skive et meget mere ustabilt medie i sammenligning. Spredte diskobjekter kan ofte, som i tilfældet med Eris , rejse "lodret" i næsten de samme afstande, som de rejser "vandret". Modellering viser, at objekternes kredsløb i den spredte skive kan være omvandrende og ustabile, og at disse objekters ultimative skæbne er konstant at blive slynget ud fra midten af ​​solsystemet ind i Oort-skyen eller endnu længere.

Der er spekulationer om, at kentaurer simpelthen kan være genstande, der ligner spredte skiveobjekter, der blev "smidt" fra Kuiperbæltet ikke udad, men indad, og blev til "cis-Neptunske" spredte skiveobjekter. Faktisk slører nogle objekter som (29981) 1999 TD 10 linjen mellem disse to familier adskilt af Neptuns kredsløb , og Minor Planet Center (MPC) klassificerer nu kentaurer og spredte diskobjekter i samme kategori [1] . Nogle forskere, der er opmærksomme på sløringen af ​​klassificeringen, bruger udtrykket " dispersed Kuiper bælteobjekt " som en enkelt betegnelse for begge typer - kentaurer og spredte skivelegemer.

Selvom TNO 90377 Sedna officielt er en MPC SDO, foreslog dens opdager Michael Brown , at Sedna skulle tildeles den indre Oort-sky i stedet for den spredte skive, da dens perihelium er 76 AU. e. er for stor til, at dette objekt kan opleve en mærkbar tiltrækning fra de ydre planeter [2] . Denne begrundelse fører til det faktum, at manglen på gravitationsinteraktion med de ydre planeter udelukker TNO'er fra gruppen af ​​spredte skiveobjekter, og placerer dermed den ydre grænse for den spredte skive et sted mellem Sedna og mere traditionelle SDO'er som Eris . Hvis Sedna er uden for den spredte disk, kan den ikke være unik; (148209) 2000 CR105 , som blev opdaget før Sedna, kunne også være et indre Oort-skyobjekt eller, mere sandsynligt, et overgangsobjekt mellem den spredte skive og den indre Oort-sky.

Sådanne objekter, omtalt som "detached" objekter (detached SDO), har baner, der ikke kunne dannes på grund af Neptuns indflydelse. I stedet er der foreslået en lang række forklaringer, herunder en tæt passage af en anden stjerne [3] eller et fjernt objekt på størrelse med en planet [4] .

Baner

Det første objekt genkendt af SDO var (15874) 1996 TL 66 , først identificeret i 1996 af astronomer ved Mauna Kea Observatory . Det første opdagede objekt, der i øjeblikket er klassificeret som SDO, er (48639) 1995 TL 8 , opdaget af Spacewatch .

Diagrammet til højre viser kredsløbene for alle kendte spredte diskobjekter op til 100 AU. det vil sige sammen med Kuiper-bælteobjekter (vist med gråt) og resonansobjekter (grønt). På den vandrette akse - størrelsen af ​​kredsløbets semi-hovedakse . Orbitale excentriciteter er repræsenteret af linjesegmenter ( perihelion til aphelion ) med hældninger repræsenteret af linjesegmentets position på den lodrette akse.

Perihelion

Normalt er spredte objekter karakteriseret ved baner med middel og høj excentricitet, men deres perihelium er mindst 35 AU. Altså uden at opleve den direkte indflydelse fra Neptun (røde segmenter). Plutino (grå søjler for Pluto og Orcus) samt 2:5 resonansobjekter (grøn) kan passere tættere på Neptun, fordi deres baner er beskyttet af resonans. Tilstand perihelion > 35 AU. e.  er en af ​​de definerende karakteristika for spredte diskobjekter.

Eventyrere

I en spredt skive er ekstrem excentricitet og høj orbital hældning normen, mens cirkulære baner er undtagelsen. Nogle usædvanlige baner i figuren til højre er markeret med en gul stiplet linje:

Er der orden i kaos?

Resonansobjekter (vist med grønt) betragtes ikke som medlemmer af den spredte disk. Men mindre resonanser er også befolket, og computersimuleringer viser, at mange objekter faktisk kan være i en svag resonans med en højere orden (6:11, 4:9, 3:7, 5:12, 3:8, 2:7, 1:fire). Citerer en af ​​forskernes ord [5] : en spredt skive er måske ikke så spredt .

Sammenligning af spredte diskobjekter og klassiske objekter

Indsætningerne i diagrammet sammenligner excentriciteterne og hældningerne af de spredte skive- og cubewano -objekter . Hver lille udfyldt firkant repræsenterer procentdelen af ​​objekter i et givet område af excentriciteter e og hældninger i [6] . Det relative antal objekter i en firkant er repræsenteret af kartografiske farver af højder [7] (fra et lille antal, angivet med grønne dale , til brune toppe ).

De to populationer er meget forskellige: mere end 30% af alle cubewanos har lav hældning, næsten cirkulære baner ("toppen" i nederste venstre hjørne) og en maksimal excentricitet på 0,25. Spredte genstande er derimod, som navnet antyder, spredte . Det meste af den kendte befolkning har en excentricitet i området 0,25-0,55. To lokale toppe svarer til henholdsvis e i området 0,25-0,35, hældning 15-20° og e i området 0,5-0,55, lav i <10°. Fritliggende ekstreme baner er vist med grønt. Der kendes ingen spredte diskobjekter med en excentricitet på mindre end 0,3 (med undtagelse af 2004 XR 190 ).

Excentricitet, snarere end kredsløbshældning, er en kendetegnende egenskab for den spredte disk-familie af objekter.

Banediagrammer

Graferne til venstre på en mere traditionel måde repræsenterer pol- og ekliptiske billeder af (rettete) baner for spredte skiveobjekter [8] (sort) mod baggrunden af ​​cubewano (blå) og resonans (2:5) objekter (grøn). Som endnu ikke klassificeret, objekter i området 50-100 AU. e. er tegnet i gråt [9] .

Den dristige blå ring er ikke en kunstnerisk repræsentation, men ægte grafer af hundredvis af overlappende baner af klassiske genstande, der fuldt ud retfærdiggør navnet "bælte" (klassisk eller cubivano). Det mindste perihelium nævnt ovenfor er illustreret af den røde cirkel. I modsætning til SDO når resonansobjekter Neptuns bane (gul).

I synet fra siden af ​​ekliptikken afspejler buerne den samme mindste perihelion [10] ved 35 AU. e. (rød) og Neptuns bane (~ 30 AU, gul). Som dette syn viser, adskiller hældning alene ikke SDO fra klassiske objekter. I stedet er excentricitet en kendetegnende egenskab (lange segmenter mod aphelion).

Fritliggende objekter eller en udvidet spredt disk

Opdagelsen af ​​objekter (148209) 2000 CR105 og 2004 VN112 med et perihelium for langt fra Neptun til, at det kan påvirke dem, har ført til diskussion blandt astronomer om en ny undergruppe af mindre planeter kaldet den udvidede spredte skive  ( engelsk  extended scattered disc , E- SDO ) [11] . Efterfølgende begyndte disse objekter at blive kaldt for detached objects  ( engelsk  detached objects [12] eller distant detached objects , DDO [4] ).

Klassificeringen foreslået af Deep Ecliptic Survey -teamet skelner formelt mellem nærliggende diffuse objekter (som er blevet spredt ved interaktion med Neptun) og udvidede diffuse objekter (såsom Sedna ), ved hjælp af en Tisserand-kriterieværdi på 3. [13]

Diagrammet viser alle kendte spredte og isolerede objekter sammen med de største Kuiperbælteobjekter til sammenligning. Den meget store excentricitet af Sedna og (87269) 2000 OO 67 er delvist vist ved de røde linjer, der kommer fra perihelium og slutter ved aphelion, som er uden for figuren (henholdsvis >900 AU og >1060 AU). Objektet 2006 SQ 372 har et endnu større aphelion  - 2140 AU. e.

Bemærkelsesværdige SDO'er

Liste over bemærkelsesværdige SDO'er
permanent
navn
Konventionelt
navn
Absolut størrelse Albedo Ækvatordiameter
(
km)
Orbital semi-hovedakse
(AU)
åbningsdato Opdager
_
Diameter måling metode
Eris 2003 UB 313 −1.12 0,86 ± 0,07 2400±100 67,7 2003 Michael Brown , Chadwig Trujillo og David Rabinowitz lige [14]
Sedna 2003 VB 12 1.6 1180-1800 525.606 2003 Michael Brown , Chadwig Trujillo og David Rabinowitz
2004XR190 _ 4.5 500-1000 57,5 2004 L. Allen
15874 1996 TL66 5.4 0,10? ~630 82,9 1996 D. Jewitt , Jane Lu og J. Chen termisk
48639 1995 TL8 5.28 og 7.0 (dobbelt objekt) 0,09 (antaget
)
~350 og ~160 52,2 1995 Rumur (A. Gleason) estimeret
albedo

Noter

  1. Liste over kentaurer og objekter med spredte diske arkiveret 1. juni 2012 på Wayback Machine på IAU: Minor Planet Center
  2. Sedna Arkiveret 12. august 2014 på Wayback Machinewww.gps.caltech.edu
  3. Alessandro Morbidelli og Harold F. Levison Scenarier for oprindelsen af ​​de trans-neptunske objekters kredsløb 2000 CR105 og 2003 VB12 The Astronomical Journal, (2004) 128 , s. 2564-2576. Preprint Arkiveret 18. juni 2020 på Wayback Machine
  4. 1 2 Rodney S. Gomes, John J. Matese og Jack J. Lissauer En fjern planet-massesolar-ledsager kan have produceret fjerntliggende løsrevne objekter , der skal vises i Icarus (2006). Fortryk
  5. Hahn J., Malhotra R. Neptuns migration ind i et ophidset Kuiperbælt The Astronomical Journal, 130 , s. 2392-2414, nov. 2005. Fuld tekst på arXiv .
  6. Næsten cirkulære baner optager den første søjle (e<0,05) og baner med den laveste hældning (i<5°) optager den nederste række, firkanterne i nederste venstre hjørne repræsenterer antallet af næsten cirkulære og svagt hældende baner.
  7. ↑ En grøn firkant betyder et enkelt objekt i det område.
  8. ↑ Minor Planet Circular 2005-X77 Fjerne mindre planeter blev brugt til at klassificere baner Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine . Nyere data kan findes i MPC 2006-D28 Arkiveret 10. januar 2016 på Wayback Machine .
  9. Cirka halvdelen af ​​de kendte TNO-baner kendes ikke med tilstrækkelig nøjagtighed til klassificering (dette er en temmelig delikat opgave for resonansobjekter).
  10. Den nøjagtige værdi er ikke særlig vigtig; værdi af 35 a. e. taget for at være i overensstemmelse med Jewitt 2006. Andre forfattere foretrækker at bruge 30 a i stedet. e., men indtil videre går de anvendte data ikke over til 34 a. e.
  11. Beviser for en udvidet spredt disk? Arkiveret 4. februar 2012 på Wayback MachineObservatoire de la Cote d'Azur Arkiveret 19. januar 2012 på Wayback Machine
  12. Jewitt, David C. ; A. Delsanti. Solsystemet hinsides planeterne // Solsystemets opdatering : Aktuelle og rettidige anmeldelser i solsystemvidenskaberne  . - Springer-Praxis Ed., 2006. ( Preprint version (pdf) )
  13. JL Elliot, SD Kern, KB Clancy, AAS Gulbis, RL Millis, Mark V. Buie, LH Wasserman, EI Chiang, AB Jordan, DE Trilling og KJ Meech The Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamisk klassifikation, Kuiperbæltsplanet og kernepopulationen. The Astronomical Journal, 129 (2006), s. fortryk Arkiveret fra originalen den 23. august 2006.
  14. Kilde . Hentet 5. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 10. september 2008.