Resonanta trans-neptuniska objekt

Resonant trans-neptuniska objekt ( eng.  Resonant trans-Neptunian object ) är trans-neptuniska objekt (TNOs) vars banor är i orbital resonans med Neptunus som ett förhållande mellan små heltal (1:2, 2:3, 2:5, etc.) .) ). Resonansföremål tillhör Kuiperbältet eller till en mer avlägsen spridd skiva [1] .

Grupper av objekt med följande orbitala resonanser har sitt eget namn:

Plats för objekt och deras banor

Diagrammet visar platsen för kända trans-neptuniska objekt (med en halvstor axel upp till 70 AU), i förhållande till planeternas och kentaurernas banor . Resonansobjekt är markerade med rött. Orbitala resonanser med Neptunus är markerade med vertikala linjer; 1:1 - Neptunus omloppsbana och dess trojanska asteroider , 2:3 - Plutino (inklusive Pluto ), de återstående linjerna indikerar mindre många resonansobjekt.

Beteckningarna 2 : 3 och 3 : 2 hänvisar till samma objekt och skapar inte förvirring, eftersom THO har en revolutionsperiod som alltid är längre än Neptunus. Endera av de två beteckningarna säger att Plutino slutför två omlopp runt solen medan Neptunus genomför tre .

Källa för resonant TNOs

Se även: Model of Nice

Detaljerade studier [2] [3] av objekt i resonans med Neptunus omloppsbana har visat att gränserna för resonansbanor är mycket smala, och att kroppen måste ha en viss mängd energi (varken mer eller mindre) för att hållas kvar. inom dessa gränser. En liten avvikelse av objektets halvstora axel från dessa gränser är tillräckligt för att banan ska gå ur resonans .

När TNO upptäcktes märktes det att antalet objekt som är i 2:3-resonans med Neptunus inte är oavsiktligt, det överstiger 10% av deras totala antal. Det antas för närvarande att dessa objekt samlades in från mer avlägsna banor som ett resultat av Neptunus migration [4] .

Innan upptäckten av den första TNO:n föreslogs det att interaktionen mellan de jättelika planeterna och en massiv skiva av lågmassaobjekt skulle orsaka (genom att utbyta rörelsemängd) den stora halvaxeln i Jupiters bana att minska, och halvaxlar av banorna för Saturnus , Uranus , och särskilt Neptunus att öka. Under denna relativt korta tid kommer Neptunus att fånga in resonansobjekt från slumpmässigt fördelade heliocentriska banor [5] .

Kända resonansbanor

Resonance 2:3 (plutino, omloppstid ca 250 år)

Hittills har de flesta HNO hittats i en omloppsbana med en resonans på 2:3, på ett avstånd av ca. 39,4 a. e. Hittills har 104 sådana föremål upptäckts; existensen av 92 av dem har bekräftats [6] . Objekt i denna omloppsbana kallas plutino , efter den först upptäckta och största av dem - Pluto . De mest anmärkningsvärda plutinos [7] är:

Resonance 3:5 (omloppstid ca 275 år)

Från och med oktober 2008 är 10 sådana objekt kända med en halvstor axel på 42,3 AU. e., bland vilka [7] :

Resonance 4:7 (omloppstid ca 290 år)

En viktig grupp av objekt med en omloppsbana på 43,7 AU. e. (i centrum för kubivanobefolkningen ). I oktober 2008 har 20 sådana föremål upptäckts, de är små till storleken (med ett undantag, M > 6) och har oftast en elliptisk bana. Objekt med kända banor [7] :

Resonance 1:2 ("tutino", cirkulationsperiod på cirka 330 år)

Dessa objekts omloppsbana är på ett avstånd av 47,8 AU. e. från solen och brukar betraktas som gränsen för Kuiperbältet. Objekt i denna bana kallas "tutino" . Deras lutning överstiger inte 15 °, och deras excentriciteter är ganska måttliga (från 0,1 till 0,3). [8] Inte alla föremål av denna typ kom från planetesimal , som kastades in i denna omloppsbana av Neptunus migration [9] .

Tutino-objekt är mycket mindre än plutino -objekt (i oktober 2008 var det 14 av dem öppna). Detta beror på att 1:2-resonansen är mindre stabil än 2:3; endast 15 % av tutinos har lyckats stanna i sin omloppsbana under de senaste 4 miljarderna åren, jämfört med 28 % av plutinos [8] . Det är möjligt att det från början inte fanns mindre tutino än plutinos, men med tiden flyttade de flesta av dem till andra banor [8] .

Bland tutinos med kända banor finns [7] :

Resonance 2:5 (omloppstid ca 410 år)

Bland objekt med kända banor på 55,4 AU. e. är listade [7] :

I oktober 2008 har 11 föremål med en resonans på 2:5 upptäckts.

Andra resonanser

Grupper med andra orbitala resonanser inkluderar ett litet antal objekt. Här är några av dem [7] :

Flera föremål har hittats med enkla, om än avlägsna, resonanser [7] :

Resonanser av avlägsna föremål och dvärgplaneter har ännu inte bevisats, men är troliga:

Resonance 1:1 (Neptunus trojaner, omloppstid cirka 165 år)

Vid Lagrange-punkterna L 4 och L 5 i Sol - Neptunus -systemet hittades föremål vars stora halvaxel är ungefär lika med Neptunus stora halvaxel. Dessa är de så kallade "trojanerna" från Neptunus, namngivna i analogi med de trojanska asteroiderna från Jupiter , är i en 1: 1 orbital resonans med Neptunus. Från och med augusti 2010 är sju sådana föremål kända:

Endast det sista objektet från listan är beläget i området för punkt L 5 ; resten är nära punkten L 4 [20] .

Klassificeringsmetoder

På grund av det faktum att banorna för nyligen upptäckta objekt är kända med ett ganska stort fel, finns det en möjlighet för falsk identifiering av dessa banor som resonans, medan de i själva verket inte är det.

Nyligen har ytterligare kriterier krävts för att kalla en omloppsbana resonant [21] . Tillvägagångssättet är att utöver den befintliga omloppsbanan beaktas två andra möjliga omloppsbanor för objektet (det finns alltid sådana, eftersom observationer inte tillåter en att beräkna omloppsbanan entydigt). Alla tre omloppsbanorna analyseras under de kommande 10 miljoner åren. Om alla tre banorna förblir resonanta, anses bestämningen av objektets omloppsbana som resonant tillförlitlig. Om endast två av de tre banorna förblir i resonans, så klassificeras objektet som "troligen resonant". I fallet med endast en resonansbana av tre anses omloppsbanan vara resonant villkorligt, den är föremål för ytterligare observationer för att klargöra [21] . Denna metod är lämplig för objekt som har observerats i opposition minst tre gånger [21] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Hahn J. Malhotra R. Neptunus migration in i ett upprört Kuiperbälte The Astronomical Journal, 130 , s.2392-2414, nov.2005. Fulltext på arXiv Arkiverad 23 juli 2018 på Wayback Machine .
  2. ↑ Malhotra, Renu Fasrymdstrukturen nära Neptunusresonanser i Kuiperbältet . Astronomical Journal v.111, s.504 förtryck Arkiverad 20 april 2017 på Wayback Machine
  3. ↑ EI Chiang och AB Jordan, On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt , The Astronomical Journal, 124 (2002), s.3430-3444. (html)
  4. ↑ Renu Malhotra, Ursprunget till Plutos bana: Implikationer för solsystemet bortom Neptunus , The Astronomical Journal, 110 (1995), s. 420 Preprint Arkiverad 5 november 2017 på Wayback Machine .
  5. ↑ Malhotra, R.; Duncan, MJ; Levison, H. F. Kuiperbältets dynamik . Protostars and Planets IV, University of Arizona Press, sid. 1231 preprint Arkiverad 19 april 2017 på Wayback Machine
  6. ↑ Trans-Neptunian objekt . Hämtad 21 december 2010. Arkiverad från originalet 19 oktober 2019.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lista över klassificerade banor från MPC Arkiverad 20 mars 2012 på Wayback Machine oktober 2008
  8. ↑ 1 2 3 M. Tiscareno, R. Malhotra. Kaotisk spridning av resonanta Kuiperbältsobjekt. - 2008. - April ( vol. 194 ).
  9. ↑ Lykawka, Patryk Sofia & Mukai, Tadashi. Dynamisk klassificering av trans-neptuniska objekt: Undersöka deras ursprung, evolution och inbördes samband  (engelska)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 2007. - Juli ( vol. 189 , nr 1 ). - S. 213-232 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.01.001 .
  10. ↑ Markera Buie . Orbit Fit och astrometrisk rekord för 02GD32 (inte tillgänglig länk) . SwRI (Space Science Department) (2005-04-11 med 20 observationer). Hämtad 5 februari 2009. Arkiverad från originalet 8 juli 2012. 
  11. ↑ Markera Buie . Orbit Fit och astrometrisk rekord för 182397 . SwRI (Space Science Department) (2007-11-09 med 23 observationer). Datum för åtkomst: 29 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  12. ↑ Markera Buie . Orbit Fit och astrometrisk rekord för 119878 . SwRI (Space Science Department) (2005-12-06 med 41 observationer). Datum för åtkomst: 29 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  13. ↑ Markera Buie . Orbit Fit och astrometrisk rekord för 82075 . SwRI (Space Science Department) (2004-04-16 med 62 av 63 observationer). Datum för åtkomst: 29 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  14. ↑ MPEC 2008-K28: 2006 HX122 . Minor Planet Center (23 maj 2008). Datum för åtkomst: 30 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  15. ↑ Markera Buie . Orbit Fit och astrometrisk rekord för 03LA7 . SwRI (Space Science Department) (2007-04-21 med 13 av 14 observationer). Datum för åtkomst: 29 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  16. ↑ Markera Buie . Orbit Fit och astrometrisk rekord för 03YQ179 . SwRI (Space Science Department) (2008-03-03 med 23 av 24 observationer). Datum för åtkomst: 29 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  17. ↑ D. Ragozzine; JAG Brun. Kandidatmedlemmar och åldersuppskattning av familjen till Kuiperbältsobjekt 2003 EL 61 //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2007. - 4 september ( vol. 134 , nr 6 ). - P. 2160-2167 . - doi : 10.1086/522334 . - .  
  18. ↑ 1 2 Tony Dunn. Möjliga resonanser av Eris (2003 UB 313 ) och Makemake (2005 FY 9 ) . Gravity Simulator. Datum för åtkomst: 29 januari 2009. Arkiverad från originalet den 8 juli 2012.
  19. ↑ Ett dvärgplanetklassobjekt i 21:5-resonansen med Neptunus
  20. ↑ Lista över Neptunus trojaner . Minor Planet Center. Hämtad 26 juni 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011.
  21. ↑ 1 2 3 B. Gladman , B. Marsden , C. Van Laerhoven. Nomenklatur i det yttre solsystemet // i solsystemet bortom Neptunus , ISBN 978-0-8165-2755-7 . — 2008.

Litteratur