Obiecte rezonante trans-neptuniene

Obiectele rezonante trans-neptuniene ( ing.  Resonant trans-Neptunian object ) sunt obiecte trans-neptuniene (TNO) ale căror orbite sunt în rezonanță orbitală cu Neptun ca raport de numere întregi mici (1:2, 2:3, 2:5 etc. .) ). Obiectele rezonante aparțin centurii Kuiper sau unui disc împrăștiat mai îndepărtat [1] .

Grupurile de obiecte cu următoarele rezonanțe orbitale au propriul nume:

Locația obiectelor și a orbitelor lor

Diagrama arată locația obiectelor trans-neptuniene cunoscute (cu o semi-axă majoră de până la 70 UA), în raport cu orbitele planetelor și centaurilor . Obiectele rezonante sunt marcate cu roșu. Rezonanțe orbitale cu Neptun sunt marcate cu linii verticale; 1:1 - orbita lui Neptun și asteroizii săi troieni , 2:3 - Plutino (inclusiv Pluto ), liniile rămase indică obiecte rezonante mai puțin numeroase.

Denumirile 2 : 3 și 3 : 2 se referă la aceleași obiecte și nu creează confuzie, deoarece THO are o perioadă de revoluție care este întotdeauna mai lungă decât cea a lui Neptun. Oricare dintre cele două denumiri spune că Plutino completează două orbite în jurul Soarelui, în timp ce Neptun completează trei .

Sursa de TNO rezonante

Vezi și: Model de Nisa

Studii detaliate [2] [3] ale obiectelor în rezonanță cu orbita lui Neptun au arătat că granițele orbitelor rezonante sunt foarte înguste și că corpul trebuie să aibă o anumită cantitate de energie (nici mai mult, nici mai puțin) pentru a fi păstrat. în cadrul acestor limite. O ușoară abatere a semi-axei ​​majore a obiectului de la aceste limite este suficientă pentru ca orbita să iasă din rezonanță .

Pe măsură ce a fost descoperit TNO , s-a observat că numărul de obiecte care sunt în rezonanță 2:3 cu Neptun nu este întâmplător, depășește 10% din numărul lor total. În prezent se presupune că aceste obiecte au fost colectate de pe orbite mai îndepărtate ca urmare a migrării lui Neptun [4] .

Înainte de descoperirea primului TNO, s-a sugerat că interacțiunea dintre planetele gigantice și un disc masiv de obiecte de masă mică ar determina (prin schimbul de moment unghiular) scăderea semiaxei majore a orbitei lui Jupiter , iar semi-axele orbitelor lui Saturn , Uranus și în special Neptun să crească. În acest timp relativ scurt, Neptun va captura în rezonanță obiecte de pe orbite heliocentrice distribuite aleatoriu [5] .

Orbite rezonante cunoscute

Rezonanță 2:3 (plutino, perioadă orbitală aproximativ 250 de ani)

Până în prezent, majoritatea HNO au fost găsite pe o orbită cu o rezonanță de 2:3, la o distanță de aprox. 39,4 a. e. Până acum au fost descoperite 104 astfel de obiecte; a fost confirmată existenţa a 92 dintre ele [6] . Obiectele de pe această orbită sunt numite plutino , după primul descoperit și cel mai mare dintre ele - Pluto . Cele mai notabile plutinos [7] sunt:

Rezonanță 3:5 (perioada orbitală aproximativ 275 de ani)

Din octombrie 2008, 10 astfel de obiecte sunt cunoscute cu o semi-axa majoră de 42,3 UA. e., printre care [7] :

Rezonanță 4:7 (perioada orbitală aproximativ 290 de ani)

Un grup important de obiecte cu o orbită de 43,7 UA. e. (în centrul populației kubivano ). În octombrie 2008, au fost descoperite 20 de astfel de obiecte, care au dimensiuni mici (cu o singură excepție, M > 6) și au în mare parte o orbită eliptică . Obiecte cu orbite cunoscute [7] :

Rezonanță 1:2 („tutino”, perioadă de circulație de aproximativ 330 de ani)

Orbita acestor obiecte se află la o distanță de 47,8 UA. e. de la Soare și este de obicei considerată limita Centurii Kuiper. Obiectele din această orbită sunt numite „tutino” . Înclinarea lor nu depășește 15°, iar excentricitățile lor sunt destul de moderate (de la 0,1 la 0,3). [8] Nu toate obiectele de acest tip proveneau din planetezimalul , care a fost aruncat pe această orbită de migrația lui Neptun [9] .

Obiectele tutino sunt mult mai mici decât cele plutino (în octombrie 2008, erau 14 deschise). Acest lucru se datorează faptului că rezonanța 1:2 este mai puțin stabilă decât 2:3; doar 15% dintre tutinos au reușit să rămână pe orbita lor în ultimii 4 miliarde de ani, față de 28% dintre plutinos [8] . Este posibil ca inițial să fi fost nu mai puțini tutinos decât plutinos, dar în timp, cei mai mulți dintre ei s-au mutat pe alte orbite [8] .

Printre tutino-urile cu orbite cunoscute se numără [7] :

Rezonanță 2:5 (perioada orbitală aproximativ 410 ani)

Printre obiectele cu orbite cunoscute de 55,4 UA. e. sunt enumerate [7] :

Din octombrie 2008, au fost descoperite 11 obiecte cu o rezonanță de 2:5.

Alte rezonanțe

Grupurile cu alte rezonanțe orbitale includ un număr mic de obiecte. Iată câteva dintre ele [7] :

Au fost găsite mai multe obiecte cu rezonanțe simple, deși îndepărtate [7] :

Rezonanțe ale obiectelor îndepărtate și ale planetelor pitice nu au fost încă dovedite, dar sunt probabile:

Rezonanță 1:1 (troienii lui Neptun, perioadă orbitală aproximativ 165 de ani)

La punctele Lagrange L 4 și L 5 ale sistemului Soare - Neptun s-au găsit obiecte a căror semiaxă majoră este aproximativ egală cu semiaxa majoră a lui Neptun. Aceștia sunt așa-numiții „troieni” ai lui Neptun, numiți prin analogie cu asteroizii troieni ai lui Jupiter , se află într-o rezonanță orbitală 1: 1 cu Neptun. În august 2010, sunt cunoscute șapte astfel de obiecte:

Doar ultimul obiect din listă este situat în regiunea punctului L5 ; restul sunt aproape de punctul L 4 [20] .

Metode de clasificare

Datorită faptului că orbitele obiectelor descoperite recent sunt cunoscute cu o eroare destul de mare, există posibilitatea identificării false a acestor orbite ca rezonante, în timp ce de fapt nu sunt.

Recent, au fost necesare criterii suplimentare pentru a numi o orbită rezonantă [21] . Procedura este că, pe lângă orbita existentă, sunt luate în considerare alte două orbite posibile ale obiectului (există întotdeauna astfel de orbite, deoarece observațiile nu permit să se calculeze orbita fără ambiguitate). Toate cele trei orbite sunt analizate în următorii 10 milioane de ani. Dacă toate cele trei orbite rămân rezonante, atunci determinarea orbitei obiectului ca rezonantă este considerată de încredere. Dacă doar două din cele trei orbite rămân în rezonanță, atunci obiectul este clasificat drept „probabil rezonant”. În cazul unei singure orbite rezonante din trei, orbita este considerată rezonantă condiționat, este supusă unor observații suplimentare pentru a clarifica [21] . Această metodă este potrivită pentru obiectele care au fost observate în opoziție de cel puțin trei ori [21] .

Vezi și

Note

  1. ^ Hahn J. Malhotra R. Migrația lui Neptune într-o centură Kuiper agitată The Astronomical Journal, 130 , pp.2392-2414, noiembrie 2005. Text integral pe arXiv Arhivat 23 iulie 2018 la Wayback Machine .
  2. ↑ Malhotra, Renu Structura spațială de fază din apropierea rezonanțelor Neptunului din Centura Kuiper . Astronomical Journal v.111, p.504 preprint Arhivat 20 aprilie 2017 la Wayback Machine
  3. ↑ EI Chiang și AB Jordan, On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt , The Astronomical Journal, 124 (2002), pp.3430-3444. (html)
  4. ↑ Renu Malhotra, The Origin of Pluto's Orbit: Implications for the Solar System Beyond Neptun , The Astronomical Journal, 110 (1995), p. 420 Preprint Arhivat 5 noiembrie 2017 la Wayback Machine .
  5. ↑ Malhotra, R.; Duncan, MJ; Levison, H. F. Dinamica centurii Kuiper . Protostars and Planets IV, University of Arizona Press, p. 1231 preprint Arhivat 19 aprilie 2017 la Wayback Machine
  6. ↑ Obiecte transneptuniene . Consultat la 21 decembrie 2010. Arhivat din original la 19 octombrie 2019.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lista orbitelor clasificate din MPC Arhivată 20 martie 2012 la Wayback Machine octombrie 2008
  8. ↑ 1 2 3 M. Tiscareno, R. Malhotra. Difuziunea haotică a obiectelor rezonante din centura Kuiper. - 2008. - Aprilie ( vol. 194 ).
  9. ↑ Lykawka, Patryk Sofia & Mukai, Tadashi. Clasificarea dinamică a obiectelor trans-neptuniene: sondarea originii, evoluției și interrelațiilor lor  (engleză)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2007. - iulie ( vol. 189 , nr. 1 ). - P. 213-232 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.01.001 .
  10. ↑ Mark Buie . Orbit Fit și înregistrare astrometrică pentru 02GD32 (link indisponibil) . SwRI (Departamentul de Științe Spațiale) (2005-04-11 folosind 20 de observații). Consultat la 5 februarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012. 
  11. ↑ Mark Buie . Orbit Fit și înregistrare astrometrică pentru 182397 . SwRI (Departamentul de Științe Spațiale) (2007-11-09 folosind 23 de observații). Data accesului: 29 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  12. ↑ Mark Buie . Orbit Fit și record astrometric pentru 119878 . SwRI (Departamentul de Științe Spațiale) (2005-12-06 folosind 41 de observații). Data accesului: 29 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  13. ↑ Mark Buie . Orbit Fit și înregistrare astrometrică pentru 82075 . SwRI (Departamentul de Științe Spațiale) (2004-04-16 folosind 62 din 63 de observații). Data accesului: 29 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  14. ↑ MPEC 2008-K28: 2006 HX122 . Minor Planet Center (23 mai 2008). Data accesului: 30 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  15. ↑ Mark Buie . Orbit Fit și înregistrare astrometrică pentru 03LA7 . SwRI (Departamentul de Științe Spațiale) (2007-04-21 folosind 13 din 14 observații). Data accesului: 29 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  16. ↑ Mark Buie . Orbit Fit și înregistrare astrometrică pentru 03YQ179 . SwRI (Departamentul de Științe Spațiale) (2008-03-03 folosind 23 din 24 de observații). Data accesului: 29 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  17. ↑ D. Ragozzine; EU Brown. Membrii candidați și vârsta estimată a familiei obiectului centurii Kuiper 2003 EL 61 //  The Astronomical Journal  : journal. - Editura IOP , 2007. - 4 septembrie ( vol. 134 , nr. 6 ). - P. 2160-2167 . - doi : 10.1086/522334 . - Cod .  
  18. ↑ 1 2 Tony Dunn. Posibile rezonanțe ale lui Eris (2003 UB 313 ) și Makemake (2005 FY 9 ) . Simulator gravitațional. Data accesului: 29 ianuarie 2009. Arhivat din original la 8 iulie 2012.
  19. ↑ Un obiect din clasa planetei pitice în rezonanța 21:5 cu Neptun
  20. ↑ Lista Troienilor Neptun . Minor Planet Center. Consultat la 26 iunie 2010. Arhivat din original pe 24 august 2011.
  21. ↑ 1 2 3 B. Gladman , B. Marsden , C. Van Laerhoven. Nomenclatura în sistemul solar exterior // în Sistemul solar dincolo de Neptun , ISBN 978-0-8165-2755-7 . — 2008.

Literatură