Resonante trans-neptunske objekter

Resonante trans-neptunske objekter ( eng.  Resonant trans-neptunske objekter ) er trans-neptunske objekter (TNO'er), hvis baner er i orbital resonans med Neptun som et forhold mellem små heltal (1:2, 2:3, 2:5 osv.) .) ). Resonansobjekter hører til Kuiperbæltet eller til en fjernere spredt skive [1] .

Grupper af objekter med følgende orbitale resonanser har deres eget navn:

Placering af objekter og deres baner

Diagrammet viser placeringen af ​​kendte trans-neptunske objekter (med en semi-hovedakse op til 70 AU) i forhold til planeternes og kentaurernes kredsløb . Resonansobjekter er markeret med rødt. Orbitale resonanser med Neptun er markeret med lodrette linjer; 1:1 - Neptuns kredsløb og dens trojanske asteroider , 2:3 - Plutino (inklusive Pluto ), de resterende linjer indikerer mindre talrige resonansobjekter.

Betegnelserne 2 : 3 og 3 : 2 refererer til de samme objekter og skaber ikke forvirring, da THO har en revolutionsperiode, der altid er længere end Neptuns. En af de to betegnelser siger, at Plutino fuldfører to kredsløb omkring Solen, mens Neptun fuldfører tre .

Kilde til resonante TNO'er

Se også: Model af Nice

Detaljerede undersøgelser [2] [3] af objekter i resonans med Neptuns kredsløb har vist, at grænserne for resonansbaner er meget snævre, og at kroppen skal have en vis mængde energi (ikke mere eller mindre) for at blive holdt. inden for disse grænser. En lille afvigelse af objektets semi-hovedakse fra disse grænser er tilstrækkelig til, at banen går ud af resonans .

Da TNO blev opdaget, blev det bemærket, at antallet af objekter, der er i 2:3 resonans med Neptun, ikke er tilfældigt, det overstiger 10% af deres samlede antal. Det antages i øjeblikket, at disse objekter blev indsamlet fra fjernere baner som et resultat af Neptuns migration [4] .

Før opdagelsen af ​​den første TNO blev det foreslået, at samspillet mellem de gigantiske planeter og en massiv skive af lavmasseobjekter ville få (ved at udveksle vinkelmomentum) den store halvakse i Jupiters bane til at falde, og halvakser af Saturns , Uranus , og især Neptuns baner at øge. I løbet af denne relativt korte tid vil Neptun indfange objekter i resonans fra tilfældigt fordelte heliocentriske baner [5] .

Kendte resonansbaner

Resonance 2:3 (plutino, omløbstid ca. 250 år)

Til dato er de fleste HNO'er fundet i en bane med en resonans på 2:3, i en afstand af ca. 39,4 a. e. Hidtil er 104 sådanne genstande blevet opdaget; eksistensen af ​​92 af dem er blevet bekræftet [6] . Objekter i denne bane kaldes plutino efter den først opdagede og største af dem - Pluto . De mest bemærkelsesværdige plutinoer [7] er:

Resonance 3:5 (omløbstid ca. 275 år)

Fra oktober 2008 kendes 10 sådanne objekter med en semi-hovedakse på 42,3 AU. e., blandt hvilke [7] :

Resonance 4:7 (omløbstid ca. 290 år)

En vigtig gruppe af objekter med en kredsløb på 43,7 AU. e. (i centrum af kubivano- befolkningen ). I oktober 2008 er 20 sådanne objekter blevet opdaget, de er små i størrelse (med én undtagelse, M > 6) og har for det meste en elliptisk bane. Objekter med kendte baner [7] :

Resonance 1:2 ("tutino", cirkulationsperiode på omkring 330 år)

Disse objekters kredsløb er i en afstand på 47,8 AU. e. fra Solen og betragtes normalt som grænsen for Kuiperbæltet. Objekter i denne bane kaldes "tutino" . Deres hældning overstiger ikke 15°, og deres excentriciteter er ret moderate (fra 0,1 til 0,3). [8] Ikke alle objekter af denne type kom fra planetesimal , som blev kastet ind i denne bane ved Neptuns migration [9] .

Tutino-objekter er meget mindre end plutino-objekter (i oktober 2008 var der 14 af dem åbne). Dette skyldes, at 1:2-resonansen er mindre stabil end 2:3; kun 15 % af tutinoerne har formået at blive i deres kredsløb i løbet af de sidste 4 milliarder år, sammenlignet med 28 % af plutinoer [8] . Det er muligt, at der i starten ikke var mindre tutinoer end plutinoer, men med tiden flyttede de fleste af dem til andre baner [8] .

Blandt tutinoerne med kendte baner er [7] :

Resonance 2:5 (omløbstid ca. 410 år)

Blandt objekter med kendte baner på 55,4 AU. e. er opført [7] :

I oktober 2008 er 11 objekter med en resonans på 2:5 blevet opdaget.

Andre resonanser

Grupper med andre orbitale resonanser omfatter et lille antal objekter. Her er nogle af dem [7] :

Der er fundet adskillige genstande med simple, omend fjerne, resonanser [7] :

Resonanser af fjerne objekter og dværgplaneter er endnu ikke blevet bevist, men er sandsynlige:

Resonance 1:1 (Neptuns trojanske heste, omløbsperiode omkring 165 år)

Ved Lagrange-punkterne L 4 og L 5 i Sol - Neptun -systemet blev der fundet genstande, hvis hovedhalvakse er omtrent lig med Neptuns store halvakse. Disse er de såkaldte "trojanere" af Neptun, navngivet i analogi med de trojanske asteroider af Jupiter , er i en 1:1 orbital resonans med Neptun. Fra august 2010 kendes syv sådanne objekter:

Kun det sidste objekt fra listen er placeret i området af punkt L 5 ; resten er nær punktet L 4 [20] .

Klassificeringsmetoder

På grund af det faktum, at banerne for nyligt opdagede objekter er kendt med en ret stor fejl, er der mulighed for falsk identifikation af disse baner som resonans, mens de faktisk ikke er det.

For nylig har der været behov for yderligere kriterier for at kalde en kredsløbsresonant [21] . Fremgangsmåden er, at der udover den eksisterende bane overvejes to andre mulige kredsløb for objektet (der er altid sådanne, da observationer ikke tillader, at man kan beregne kredsløbet entydigt). Alle tre baner analyseres over de næste 10 millioner år. Hvis alle tre baner forbliver resonante, anses bestemmelsen af ​​objektets kredsløb som resonans for pålidelig. Hvis kun to af de tre baner forbliver i resonans, så klassificeres objektet som "sandsynligvis resonant". I tilfælde af kun en resonansbane ud af tre, betragtes kredsløbet som resonant betinget, det er underlagt yderligere observationer for at afklare [21] . Denne metode er velegnet til objekter, der er blevet observeret i opposition mindst tre gange [21] .

Se også

Noter

  1. ↑ Hahn J. Malhotra R. Neptuns migration ind i et ophidset Kuiperbælt The Astronomical Journal, 130 , s.2392-2414, nov.2005. Fuld tekst på arXiv Arkiveret 23. juli 2018 på Wayback Machine .
  2. ↑ Malhotra, Renu Fase-rumstrukturen nær Neptun-resonanser i Kuiperbæltet . Astronomical Journal v.111, s.504 preprint Arkiveret 20. april 2017 på Wayback Machine
  3. ↑ EI Chiang og AB Jordan, On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt , The Astronomical Journal, 124 (2002), s. 3430-3444. (html)
  4. ↑ Renu Malhotra, The Origin of Plutos Orbit: Impplications for the Solar System Beyond Neptun , The Astronomical Journal, 110 (1995), s. 420 Preprint Arkiveret 5. november 2017 på Wayback Machine .
  5. ↑ Malhotra, R.; Duncan, MJ; Levison, H. F. Kuiperbæltets dynamik . Protostars and Planets IV, University of Arizona Press, s. 1231 preprint Arkiveret 19. april 2017 på Wayback Machine
  6. ↑ Trans-neptunske objekter . Hentet 21. december 2010. Arkiveret fra originalen 19. oktober 2019.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Liste over de klassificerede baner fra MPC Arkiveret 20. marts 2012 på Wayback Machine oktober 2008
  8. ↑ 1 2 3 M. Tiscareno, R. Malhotra. Kaotisk spredning af resonante Kuiper-bælteobjekter. - 2008. - April ( bind 194 ).
  9. ↑ Lykawka, Patryk Sofia & Mukai, Tadashi. Dynamisk klassificering af trans-neptunske objekter: Undersøgelse af deres oprindelse, evolution og indbyrdes sammenhæng  (engelsk)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2007. - Juli ( vol. 189 , nr. 1 ). - S. 213-232 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.01.001 .
  10. ↑ Mark Buie . Orbit Fit og astrometrisk rekord for 02GD32 (utilgængeligt link) . SwRI (Space Science Department) (2005-04-11 ved hjælp af 20 observationer). Hentet 5. februar 2009. Arkiveret fra originalen 8. juli 2012. 
  11. ↑ Mark Buie . Orbit Fit og astrometrisk rekord for 182397 . SwRI (Space Science Department) (2007-11-09 med 23 observationer). Dato for adgang: 29. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  12. ↑ Mark Buie . Orbit Fit og astrometrisk rekord for 119878 . SwRI (Space Science Department) (2005-12-06 ved hjælp af 41 observationer). Dato for adgang: 29. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  13. ↑ Mark Buie . Orbit Fit og astrometrisk rekord for 82075 . SwRI (Space Science Department) (2004-04-16 ved hjælp af 62 af 63 observationer). Dato for adgang: 29. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  14. ↑ MPEC 2008-K28: 2006 HX122 . Minor Planet Center (23. maj 2008). Dato for adgang: 30. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  15. ↑ Mark Buie . Orbit Fit og astrometrisk rekord for 03LA7 . SwRI (Space Science Department) (2007-04-21 med 13 ud af 14 observationer). Dato for adgang: 29. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  16. ↑ Mark Buie . Orbit Fit og astrometrisk rekord for 03YQ179 . SwRI (Space Science Department) (2008-03-03 med 23 af 24 observationer). Dato for adgang: 29. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  17. ↑ D. Ragozzine; MIG Brun. Kandidatmedlemmer og aldersvurdering af familien til Kuiperbælteobjekt 2003 EL 61 //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2007. - 4. september ( vol. 134 , nr. 6 ). - S. 2160-2167 . - doi : 10.1086/522334 . - .  
  18. ↑ 1 2 Tony Dunn. Mulige resonanser af Eris (2003 UB 313 ) og Makemake (2005 FY 9 ) . Gravity Simulator. Dato for adgang: 29. januar 2009. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2012.
  19. ↑ Et dværgplanetklasseobjekt i 21:5-resonansen med Neptun
  20. ↑ Liste over Neptun-trojanske heste . Minor Planet Center. Hentet 26. juni 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011.
  21. ↑ 1 2 3 B. Gladman , B. Marsden , C. Van Laerhoven. Nomenklatur i det ydre solsystem // i The Solar System Beyond Neptun , ISBN 978-0-8165-2755-7 . – 2008.

Litteratur