Русская Википедия:Резонансные транснептуновые объекты
Резонансные транснептуновые объекты (Шаблон:Lang-en) — транснептуновые объекты (ТНО), чьи орбиты находятся в орбитальном резонансе с Нептуном, как соотношение небольших целых чисел (1:2, 2:3, 2:5 и т. д.). Резонансные объекты относятся к поясу Койпера либо к более удалённому рассеянному диску[1].
Собственное название имеют группы объектов со следующими резонансами орбит:
- 1:1 — Троянские астероиды. Находятся в точках Лагранжа L4 и L5 орбиты Нептуна.
- 2:3 — Плутино. Карликовая планета Плутон является крупнейшим объектом в данной группе. От неё и произошло название.
- 1:2 — Тутино. Их орбита часто считается границей Пояса Койпера.
Местонахождение объектов и их орбит
На диаграмме указано расположение известных транснептуновых объектов (с большой полуосью до 70 а. е.), относительно орбит планет и кентавров. Резонансные объекты отмечены красным цветом. Орбитальные резонансы с Нептуном отмечены вертикальными линиями; 1:1 — орбита Нептуна и его Троянских астероидов, 2:3 — Плутино (включая Плутон), остальные линии указывают на менее многочисленные резонансные объекты.
Обозначения 2:3 и 3:2 относится к одним и тем же объектам и не создаёт путаницы, так как у ТНО период обращения всегда больше, чем у Нептуна. Любое из двух обозначений говорит о том, что Плутино завершает два оборота вокруг Солнца, пока Нептун завершает три.
Источник появления резонансных ТНО
- Подробнее см. также: Модель Ниццы
Детальные исследования[2][3] объектов, находящихся в резонансе с орбитой Нептуна, показали, что границы резонансных орбит весьма узки, и что тело должно обладать определённым количеством энергии (не больше и не меньше), чтобы удерживаться в этих границах. Достаточно небольшого отклонения большой полуоси объекта от этих границ, чтобы орбита вышла из резонанса.
По мере открытия ТНО было замечено, что количество объектов, находящихся в резонансе 2:3 с Нептуном, не случайно, оно превышает 10 % от общего их числа. В настоящее время предполагается, что эти объекты были собраны с более далёких орбит в результате миграции Нептуна[4].
До открытия первого ТНО выдвигалось предположение, что взаимодействие между планетами-гигантами и массивным диском из маломассивных объектов заставит (путём обмена моментом импульса) большую полуось орбиты Юпитера уменьшиться, а полуоси орбит Сатурна, Урана и особенно Нептуна увеличиться. За это относительно короткое время Нептун захватит в резонанс объекты со случайно распределенных гелиоцентрических орбит[5].
Известные резонансные орбиты
Резонанс 2:3 (плутино, период обращения около 250 лет)
На настоящий момент больше всего ТНО найдено на орбите с резонансом 2:3, на расстоянии ок. 39,4 а. е. На данный момент обнаружено 104 таких объекта; существование 92 из них подтверждено[6]. Объекты на данной орбите называют плутино, по имени первого обнаруженного и крупнейшего из них — Плутона. Наиболее примечательные плутино[7]:
Резонанс 3:5 (период обращения около 275 лет)
На октябрь 2008 г. известно 10 таких объектов с большой полуосью 42,3 а. е., среди которых[7]:
Резонанс 4:7 (период обращения около 290 лет)
Важная группа объектов с орбитой 43,7 а. е. (в центре популяции кьюбивано). На октябрь 2008 года таких объектов открыто 20. Они имеют небольшие размеры (с одним исключением, М>6) и в основном эллиптическую орбиту. Объекты с известными орбитами[7]:
- Шаблон:Mp, самый крупный
- Шаблон:Mp
- Шаблон:Mpl
- Шаблон:Mpl
- Шаблон:Mp
Резонанс 1:2 («тутино», период обращения около 330 лет)
Орбита этих объектов находится на расстоянии 47,8 а. е. от Солнца и обычно считается границей Пояса Койпера. Объекты на данной орбите называют «тутино». Их наклонение не превышает 15°, а эксцентриситеты довольно умеренные (от 0,1 до 0,3).[8] Не все объекты данного типа появились из планетезимали, которая была выброшена на данную орбиту миграцией Нептуна[9].
Объектов тутино намного меньше, чем плутино (на октябрь 2008 года их открыто 14). Это объясняется тем, что резонанс 1:2 менее стабилен, чем 2:3; только 15 % тутино сумели остаться на своей орбите за последние 4 млрд лет, по сравнению с 28 % плутино[8]. Возможно, что первоначально тутино было не меньше, чем плутино, но со временем большинство из них перешли на другие орбиты[8].
Среди тутино с известными орбитами числятся[7]:
Резонанс 2:5 (период обращения около 410 лет)
Среди объектов с известными орбитами в 55,4 а. е. числятся[7]:
- Шаблон:Mpl, крупный объект, кандидат на звание карликовой планеты
- Шаблон:Mp
- Шаблон:Mpl
- Шаблон:Mp
- Шаблон:Mpl
На октябрь 2008 года открыто 11 объектов с резонансом 2:5.
Другие резонансы
Группы с другими резонансами орбит включают в себя небольшое количество объектов. Вот некоторые из них[7]:
- 4:5 (35,0 а.е., ок. 205 лет) Шаблон:Mp
- 3:4 (36,5 а.е., ок. 220 лет) Шаблон:Mp, Шаблон:Mpl
- 5:9 (44,5 а.е., ок. 295 лет) Шаблон:Mp[10]
- 4:9 (52,0 а.е., ок. 370 лет) Шаблон:Mpl, Шаблон:Mp[11]
- 3:7 (53,0 а.е., ок. 385 лет) Шаблон:Mpl, Шаблон:Mpl, Шаблон:Mp, Шаблон:Mp
- 5:12 (55,0 а.е., ок. 395 лет) Шаблон:Mpl, Шаблон:Mp[12] (Вероятность резонанса по Емельяненко 84 %)
- 3:8 (57,0 а.е., ок. 440 лет) Шаблон:Mpl[13] (Вероятность резонанса по Емельяненко 84 %)
- 2:7 (70,0 а.е., ок. 580 лет) Шаблон:Mp[14] (Приблизительная орбита не исключает резонанс 2:7, однако для окончательного заключения нужны дополнительные наблюдения.)
Найдено несколько объектов с простыми, хоть и далёкими резонансами[7]:
- 1:3 (62,5 а.е., ок. 495 лет) Шаблон:Mpl
- 1:4 (76,0 а.е., ок. 660 лет) Шаблон:Mpl[15]
- 1:5 (88,0 а.е., ок. 820 лет) Шаблон:Mp[16]
Резонансы далёких объектов и карликовых планет пока не доказаны, но вероятны:
- 7:12 (43,0 а.е., ок. 283 лет) Хаумеа[17] (большая вероятность резонанса орбиты)
- 6:11 (45,0 а.е., ок. 302 лет) Макемаке[18] (Шаблон:Mp вероятно находится в резонансе 6:11)
- 3:10 (67,0 а.е., ок. 549 лет) (225088) Гун-гун (вычисление основано на приблизительной орбите)
- 5:17 (67,0 а.е., ок. 560 лет) Эрида[18] (похожая орбита найдена у (225088) Гун-гун)
- 5:21 (75,3 а.е., ок. 706 лет) 2010 JO179[19]
Резонанс 1:1 (Трояны Нептуна, период обращения около 165 лет)
Шаблон:Main В точках Лагранжа L4 и L5 системы Солнце-Нептун были найдены объекты, большая полуось которых примерно равна большой полуоси Нептуна. Это так называемые «троянцы» Нептуна, названные по аналогии с троянскими астероидами Юпитера, находятся в орбитальном резонансе 1:1 с Нептуном. На август 2010 г. известно семь таких объектов:
Лишь последний объект из списка находится в районе точки L5; остальные — возле точки L4[20].
Способы классификации
В связи с тем, что орбиты недавно открытых объектов известны с достаточно большой погрешностью, существует вероятность ложного опознания этих орбит как резонансных, тогда как на самом деле они таковыми не являются.
В последнее время требуются дополнительные критерии, чтобы назвать орбиту резонансной[21]. Процедура состоит в том, что, в дополнение к существующей орбите, рассматриваются две другие вероятные орбиты объекта (таковые всегда имеются, так как наблюдения не позволяют вычислить орбиту однозначно). Все три орбиты анализируются на протяжении следующих 10 миллионов лет. Если все три орбиты остаются резонансными, то определение орбиты объекта как резонансной считается достоверным. Если только две из трёх орбит остаются в резонансе, то объект классифицируется как «вероятно резонансный». В случае лишь одной резонансной орбиты из трёх орбита считается резонансной условно, она подлежит дополнительным наблюдениям с целью уточнения[21]. Этот метод подходит для объектов, которые наблюдались в противостоянии как минимум трижды[21].
См. также
Примечания
Литература
Шаблон:Транснептуновые объекты Шаблон:Солнечная система
- ↑ Hahn J. Malhotra R.Neptune’s migration into a stirred-up Kuiper Belt The Astronomical Journal, 130, pp.2392-2414, Nov.2005.Full text on arXiv Шаблон:Wayback.
- ↑ Malhotra, Renu The Phase Space Structure Near Neptune Resonances in the Kuiper Belt. Astronomical Journal v.111, p.504 preprint Шаблон:Wayback
- ↑ E. I. Chiang and A. B. Jordan, On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt, The Astronomical Journal, 124 (2002), pp.3430-3444. (html)
- ↑ Renu Malhotra, The Origin of Pluto’s Orbit: Implications for the Solar System Beyond Neptune, The Astronomical Journal, 110 (1995), p. 420 Preprint Шаблон:Wayback.
- ↑ Malhotra, R.; Duncan, M. J.; Levison, H. F. Dynamics of the Kuiper Belt. Protostars and Planets IV, University of Arizona Press, p. 1231 preprint Шаблон:Wayback
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 List of the classified orbits from MPC Шаблон:Wayback October, 2008
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ 18,0 18,1 Шаблон:Cite web
- ↑ A dwarf planet class object in the 21:5 resonance with Neptune
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 21,0 21,1 21,2 Шаблон:Статья
