Resonoivat transneptuniset objektit

Resonanssit trans-Neptunian objektit ( eng.  Resonant trans-Neptunian object ) ovat trans-neptunisia objekteja (TNO) , joiden kiertoradat ovat kiertoradalla resonanssissa Neptunuksen kanssa pienten kokonaislukujen suhteena (1:2, 2:3, 2:5 jne. .) ). Resonanssikohteet kuuluvat Kuiperin vyöhykkeeseen tai kauempana olevaan hajalevyyn [1] .

Objektiryhmillä, joilla on seuraavat kiertoradan resonanssit, on oma nimensä:

Objektien sijainti ja niiden kiertoradat

Kaavio näyttää tunnettujen transneptunisten objektien sijainnin (joiden puolipääakseli on enintään 70 AU) suhteessa planeettojen ja kentaurien kiertoradoihin . Resonanssit on merkitty punaisella. Orbitaaliresonanssit Neptunuksen kanssa on merkitty pystysuorilla viivoilla; 1:1 - Neptunuksen ja sen troijalaisten asteroidien kiertorata , 2:3 - Plutino (mukaan lukien Pluto ), loput viivat osoittavat vähemmän resonoivia esineitä.

Nimitykset 2 : 3 ja 3 : 2 viittaavat samoihin esineisiin eivätkä aiheuta sekaannusta, koska THO:lla on vallankumousjakso, joka on aina pidempi kuin Neptunuksella. Kumpikin kahdesta merkinnästä sanoo, että Plutino suorittaa kaksi kiertorataa Auringon ympäri ja Neptunus kolme .

Resonanssien TNO:iden lähde

Katso myös: Nizzan malli

Yksityiskohtaiset tutkimukset [2] [3] kohteista, jotka resonoivat Neptunuksen kiertoradan kanssa, ovat osoittaneet, että resonanssiratojen rajat ovat hyvin kapeat ja että keholla on oltava tietty määrä energiaa (ei enempää eikä vähempää) säilyttääkseen. näiden rajojen sisällä. Kohteen puolipääakselin pieni poikkeama näistä rajoista riittää, jotta kiertorata menee pois resonanssista .

Kun TNO löydettiin, havaittiin, että Neptunuksen kanssa 2:3-resonanssissa olevien kohteiden määrä ei ole sattumaa, se ylittää 10% niiden kokonaismäärästä. Tällä hetkellä oletetaan, että nämä esineet kerättiin kaukaisemmilta kiertoradoilta Neptunuksen vaeltamisen seurauksena [4] .

Ennen ensimmäisen TNO:n löytämistä ehdotettiin, että jättiläisplaneettojen ja massiivinen pienimassaisten esineiden kiekko vuorovaikutuksessa aiheuttaisi (vaihtamalla liikemäärää) Jupiterin kiertoradan pääpuoliakselin pienenemisen ja Saturnuksen , Uranuksen ja erityisesti Neptunuksen kiertoradan puoliakselit lisääntyvät. Tämän suhteellisen lyhyen ajan kuluessa Neptunus vangitsee resonanssiobjekteja satunnaisesti jakautuneilta heliosentrisiltä kiertoradoilta [5] .

Tunnetut resonanssiradat

Resonanssi 2:3 (plutino, kiertoaika noin 250 vuotta)

Tähän mennessä useimmat HNO :t on löydetty kiertoradalta, jonka resonanssi on 2:3, noin etäisyydeltä. 39,4 a. e. Tähän mennessä on löydetty 104 tällaista kohdetta; niiden 92 olemassaolo on vahvistettu [6] . Tällä kiertoradalla olevia esineitä kutsutaan plutinoksi ensimmäisen löydetyn ja suurimman niistä - Pluton - mukaan . Merkittävimmät plutinot [7] ovat:

Resonanssi 3:5 (kiertoaika noin 275 vuotta)

Lokakuussa 2008 tunnetaan 10 tällaista kohdetta, joiden puolipääakseli on 42,3 AU. esim., joista [7] :

Resonanssi 4:7 (kiertorata noin 290 vuotta)

Tärkeä esineryhmä, jonka kiertorata on 43,7 AU. e. ( kubivanon väestön keskellä ). Lokakuuhun 2008 mennessä tällaisia ​​esineitä on löydetty 20. Ne ovat kooltaan pieniä (yksi poikkeusta lukuun ottamatta, M > 6) ja niillä on enimmäkseen elliptinen kiertorata. Objektit, joiden kiertoradat tunnetaan [7] :

Resonanssi 1:2 ("tutino", levikkiaika noin 330 vuotta)

Näiden kohteiden kiertorata on 47,8 AU:n etäisyydellä. e. Auringosta ja sitä pidetään yleensä Kuiperin vyöhykkeen rajana. Tällä kiertoradalla olevia esineitä kutsutaan "tutinoksi" . Niiden kaltevuus ei ylitä 15°, ja niiden epäkeskisyydet ovat melko maltillisia (0,1 - 0,3). [8] Kaikki tämän tyyppiset esineet eivät olleet peräisin planetesimaalista , joka sinkoutui tälle kiertoradalle Neptunuksen vaeltaessa [9] .

Tutino-objektit ovat paljon pienempiä kuin plutino-objektit ( lokakuussa 2008 niitä oli avoimia 14). Tämä johtuu siitä, että 1:2-resonanssi on vähemmän vakaa kuin 2:3; vain 15 % tutinoista on onnistunut pysymään kiertoradalla viimeisten 4 miljardin vuoden aikana, kun plutinoista 28 % [8] . On mahdollista, että alun perin tutinoja ei ollut vähemmän kuin plutinoja, mutta ajan myötä suurin osa niistä siirtyi muille kiertoradalle [8] .

Tunnettujen kiertoradan tutinojen joukossa ovat [7] :

Resonanssi 2:5 (kiertoaika noin 410 vuotta)

Esineiden joukossa, joiden kiertoradat ovat 55,4 AU. e. on lueteltu [7] :

Lokakuuhun 2008 mennessä on löydetty 11 esinettä, joiden resonanssi on 2:5.

Muut resonanssit

Ryhmät, joilla on muita orbitaaliresonansseja, sisältävät pienen määrän kohteita. Tässä on joitain niistä [7] :

Useita esineitä on löydetty yksinkertaisilla, vaikkakin etäisillä resonansseilla [7] :

Kaukaisten esineiden ja kääpiöplaneettojen resonansseja ei ole vielä todistettu, mutta ne ovat todennäköisiä:

Resonanssi 1:1 (Neptunuksen troijalaiset, kiertoaika noin 165 vuotta)

Aurinko - Neptunus -järjestelmän Lagrangen pisteistä L 4 ja L 5 löydettiin esineitä, joiden pääpuoliakseli on suunnilleen sama kuin Neptunuksen pääpuoliakseli. Nämä ovat Neptunuksen niin kutsutut "troijalaiset", jotka on nimetty analogisesti Jupiterin troijalaisten asteroidien kanssa , ja ne ovat 1:1 kiertoradalla resonanssissa Neptunuksen kanssa. Elokuussa 2010 tunnetaan seitsemän tällaista kohdetta:

Vain viimeinen objekti listasta sijaitsee pisteen L 5 alueella ; loput ovat lähellä pistettä L 4 [20] .

Luokitusmenetelmät

Koska äskettäin löydettyjen kohteiden kiertoradat tunnetaan melko suurella virheellä, on mahdollista, että nämä radat tunnistetaan väärin resonoiviksi, vaikka todellisuudessa ne eivät ole.

Viime aikoina on vaadittu lisäkriteerejä kiertoradan kutsumiseksi resonanssiksi [21] . Menettelytapa on se, että olemassa olevan kiertoradan lisäksi otetaan huomioon kaksi muuta mahdollista kohteen kiertorataa (sellaisia ​​on aina, koska havaintojen perusteella kiertorataa ei voida laskea yksiselitteisesti). Kaikki kolme kiertorataa analysoidaan seuraavien 10 miljoonan vuoden aikana. Jos kaikki kolme kiertorataa pysyvät resonanssina, kohteen kiertoradan määrittämistä resonanssiksi pidetään luotettavana. Jos vain kaksi kolmesta radasta jää resonanssiin, kohde luokitellaan "todennäköisesti resonoivaksi". Jos vain yksi resonanssirata kolmesta, kiertorata katsotaan resonanssiksi ehdollisesti, siihen tehdään lisähavaintoja sen selventämiseksi [21] . Tämä menetelmä soveltuu kohteille, jotka on havaittu oppositiossa vähintään kolme kertaa [21] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Hahn J. Malhotra R. Neptunuksen vaeltaminen kiihtyneeseen Kuiperin vyöhykkeeseen The Astronomical Journal, 130 , s. 2392-2414, marraskuu 2005. Koko teksti arXivissa Arkistoitu 23. heinäkuuta 2018 Wayback Machinessa .
  2. ↑ Malhotra, Renu Vaiheinen avaruusrakenne Neptunuksen resonanssien lähellä Kuiperin vyöhykkeessä . Astronomical Journal v.111, s. 504 preprint Arkistoitu 20. huhtikuuta 2017 Wayback Machinessa
  3. ↑ EI Chiang ja AB Jordan, Kuiperin vyöhykkeen Plutinos ja Twotinos , The Astronomical Journal, 124 (2002), s. 3430-3444. (html)
  4. ↑ Renu Malhotra, Pluton kiertoradan alkuperä: vaikutukset aurinkokuntaan Neptunuksen ulkopuolella , The Astronomical Journal, 110 (1995), s. 420 Preprint Arkistoitu 5. marraskuuta 2017 Wayback Machinessa .
  5. ↑ Malhotra, R.; Duncan, MJ; Levison, H. F. Kuiperin vyön dynamiikka . Protostars and Planets IV, University of Arizona Press, s. 1231 preprint Arkistoitu 19. huhtikuuta 2017 Wayback Machinessa
  6. ↑ Trans-Neptunuksen esineet . Haettu 21. joulukuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 19. lokakuuta 2019.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Luettelo MPC :n luokitelluista radoista Arkistoitu 20. maaliskuuta 2012 Wayback Machinessa lokakuussa 2008
  8. ↑ 1 2 3 M. Tiscareno, R. Malhotra. Resonoivien Kuiper-vyön esineiden kaoottinen diffuusio. - 2008. - huhtikuu ( nide 194 ).
  9. ↑ Lykawka, Patryk Sofia & Mukai, Tadashi. Trans-neptunisten objektien dynaaminen luokittelu: niiden alkuperän, evoluution ja keskinäisen suhteen tutkiminen  (englanniksi)  // Icarus  : Journal. - Elsevier , 2007. - Heinäkuu ( nide 189 , nro 1 ). - s. 213-232 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.01.001 .
  10. ↑ Mark Buie . Orbit Fit ja Astrometric Record for 02GD32 (linkki ei saatavilla) . SwRI (Space Science Department) (2005-04-11 käyttäen 20 havaintoa). Haettu 5. helmikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012. 
  11. ↑ Mark Buie . Orbit Fit ja Astrometric ennätys 182397 . SwRI (Space Science Department) (2007-11-09 käyttäen 23 havaintoa). Käyttöpäivä: 29. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  12. ↑ Mark Buie . Orbit Fit ja Astrometric ennätys 119878 . SwRI (Space Science Department) (2005-12-06 käyttäen 41 havaintoa). Käyttöpäivä: 29. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  13. ↑ Mark Buie . Orbit Fit ja Astrometric ennätys 82075 . SwRI (Space Science Department) (2004-04-16 käyttäen 62/63 havaintoja). Käyttöpäivä: 29. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  14. ↑ MPEC 2008-K28: 2006 HX122 . Minor Planet Center (23. toukokuuta 2008). Käyttöpäivä: 30. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  15. ↑ Mark Buie . Orbit Fit ja Astrometric ennätys 03LA7:lle . SwRI (Space Science Department) (2007-04-21 käyttäen 13/14 havaintoja). Käyttöpäivä: 29. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  16. ↑ Mark Buie . Orbit Fit ja Astrometric ennätys 03YQ179 . SwRI (Space Science Department) (2008-03-03 käyttäen 23/24 havaintoja). Käyttöpäivä: 29. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  17. ↑ D. Ragozzine; MINÄ Brown. Kuiperin vyöhykkeen perheen jäsenehdokas- ja ikäarvio 2003 EL 61 //  The Astronomical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2007. - 4. syyskuuta ( nide 134 , nro 6 ). - s. 2160-2167 . - doi : 10.1086/522334 . - .  
  18. ↑ 1 2 Tony Dunn. Erisin (2003 UB 313 ) ja Makemaken (2005 FY 9 ) mahdolliset resonanssit . Gravitaatiosimulaattori. Käyttöpäivä: 29. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2012.
  19. ↑ Kääpiöplaneettaluokan objekti 21:5-resonanssissa Neptunuksen kanssa
  20. ↑ Luettelo Neptune-troijalaisista . Minor Planet Center. Haettu 26. kesäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 24. elokuuta 2011.
  21. ↑ 1 2 3 B. Gladman , B. Marsden , C. Van Laerhoven. Nimikkeistö ulkoisessa aurinkokunnassa // aurinkokunnassa Beyond Neptune , ISBN 978-0-8165-2755-7 . – 2008.

Kirjallisuus