Gonggong ( обозначение малой планеты : 225088 Gonggong ) — карликовая планета и член рассеянного диска за Нептуном . У него очень эксцентричная и наклонная орбита, в течение которой он находится в диапазоне от 34 до 101 астрономической единицы (5,1–15,1 миллиарда километров; 3,2–9,4 миллиарда миль) от Солнца . По состоянию на 2019 год [обновлять]его расстояние от Солнца составляет 88 а.е. (13,2 × 10 9 км; 8,2 × 10 9 миль), и это шестой по дальности известный объект Солнечной системы. Согласно Deep Ecliptic Survey , Gonggong находится в орбитальном резонансе 3:10 с Нептуном, в котором он совершает три оборота вокруг Солнца за каждые десять оборотов, совершенных Нептуном. Гунгун был открыт в июле 2007 года американскими астрономами Меган Швамб , Майклом Брауном и Дэвидом Рабиновицем в Паломарской обсерватории , а об открытии было объявлено в январе 2009 года.
Приблизительно 1230 км (760 миль) в диаметре, Гунгун похож по размеру на луну Плутона Харон , что делает его пятым по величине известным транснептуновым объектом (кроме, возможно, Харона). Он может быть достаточно массивным, чтобы находиться в гидростатическом равновесии и, следовательно, быть карликовой планетой. Большая масса Гунгуна делает сохранение разреженной атмосферы метана возможным, хотя такая атмосфера медленно улетучится в космос. Объект назван в честь Гунгуна , китайского бога воды, ответственного за хаос, наводнения и наклон Земли. Название было выбрано его первооткрывателями в 2019 году, когда они провели онлайн-опрос для широкой общественности, чтобы помочь выбрать имя для объекта, и название Гунгун победило.
Gonggong красный, вероятно, из-за присутствия на его поверхности органических соединений , называемых толинами . На его поверхности также присутствует водяной лед , что намекает на краткий период криовулканической активности в далеком прошлом. С периодом вращения около 22 часов, Gonggong вращается медленно по сравнению с другими транснептуновыми объектами, которые обычно имеют периоды менее 12 часов. Медленное вращение Gonggong могло быть вызвано приливными силами от его естественного спутника , называемого Xiangliu .
Gonggong был обнаружен американскими астрономами Меган Швамб , Майклом Брауном и Дэвидом Рабиновицем 17 июля 2007 года. [1] Открытие было частью Palomar Distant Solar System Survey , исследования, проводимого для поиска удаленных объектов в районе Седны , за пределами 50 а. е. (7,5 × 10 9 км; 4,6 × 10 9 миль) от Солнца , с использованием телескопа Сэмюэля Ошина в Паломарской обсерватории недалеко от Сан-Диего , Калифорния . [15] [16] [17] Исследование было разработано для обнаружения движений объектов, находящихся на расстоянии не менее 1000 а. е. от Солнца. [17] Швамб идентифицировала Gonggong, сравнивая изображения с использованием техники мигания . [16] На изображениях открытия Gonggong, казалось, двигался медленно, что позволяет предположить, что это удаленный объект. [16] [18] Открытие было частью докторской диссертации Швамб . В то время Швамб был аспирантом Майкла Брауна в Калифорнийском технологическом институте . [19] [16]
Gonggong был официально объявлен в Minor Planet Electronic Circular 7 января 2009 года. [2] Затем ему было присвоено предварительное обозначение 2007 OR 10 , поскольку он был обнаружен во второй половине июля 2007 года. [2] Последняя буква и цифры его обозначения указывают на то, что это 267-й объект, обнаруженный во второй половине июля. [a] По состоянию на апрель 2017 года [обновлять]он наблюдался 230 раз в течение 13 противостояний и был идентифицирован на двух предварительных изображениях , причем самое раннее изображение было получено обсерваторией Ла Силья 19 августа 1985 года. [1] [21]
Объект назван в честь Гунгуна , бога воды в китайской мифологии . Гунгун изображается с рыжеволосой человеческой головой (иногда туловищем) из меди и железа и телом или хвостом змеи. Гунгун был ответственен за создание хаоса и катастроф, вызывая наводнения и наклон Земли, пока его не отправили в изгнание. [22] Гунгуна часто сопровождает его министр Сянлю , девятиглавый ядовитый змеиный монстр, который также был ответственен за наводнения и разрушения. [1]
До официального присвоения имени Гунгонг был крупнейшим известным неназванным объектом в Солнечной системе. [23] Первоначально после открытия Гунгонг Браун прозвал объект « Белоснежкой » за его предполагаемый белый цвет, основанный на его предположении, что он может быть членом ледяного коллизионного семейства Хаумеа . [24] [25] Прозвище также соответствовало, потому что к тому времени команда Брауна обнаружила семь других крупных транснептуновых объектов, которые в совокупности назывались « семью карликами »: [26] Квавар в 2002 году, Седна в 2003 году, Хаумеа , Салация и Оркус в 2004 году, а также Макемаке и Эрида в 2005 году. Однако Гунгонг оказался очень красного цвета, сопоставимого с Кваваром, поэтому прозвище было отброшено. [24] [18] 2 ноября 2009 года, через два года после открытия, Центр малых планет присвоил Гунгуну номер малой планеты 225088. [21]
Когда открытие Гунгуна было впервые объявлено, Браун не дал ему названия, так как считал его ничем не примечательным объектом, несмотря на его большой размер. [25] [27] В 2011 году он заявил, что теперь у него достаточно информации, чтобы оправдать его название, из-за открытия водяного льда и возможности наличия метана на его поверхности, что сделало его достаточно примечательным, чтобы оправдать дальнейшее изучение. [19] После того, как космический аппарат «Кеплер» провел масштабную ревизию размера Гунгуна в 2016 году, Швамб обосновал, что Гунгун имеет право на название, признав его большой размер и то, что его характеристики были известны с достаточной определенностью, чтобы дать ему имя, отражающее их. [23]
В 2019 году первооткрыватели Гунгуна провели онлайн-опрос для широкой публики, чтобы выбрать одно из трех возможных названий: Гунгун (китайское), Холле (немецкое) и Вили (скандинавское). Они были выбраны первооткрывателями в соответствии с критериями наименования малых планет Международного астрономического союза (МАС), которые гласят, что объекты с орбитами, подобными орбите Гунгуна, должны получать имена, связанные с мифологическими фигурами, которые связаны с творением . [28] [29] Три варианта были выбраны, потому что они были связаны с водой, льдом, снегом и красным цветом — все это характеристики Гунгуна — и потому что они имели связанные фигуры, которые позже могли дать имя спутнику Гунгуна. [30] Название спутника Гунгуна не было выбрано хозяевами опроса по наименованию, поскольку эта привилегия зарезервирована для его первооткрывателей. [28] [22]
Получив 46 процентов из 280 000 голосов, 29 мая 2019 года команда исследователей объявила победившим именем Gonggong. [22] Название было предложено Комитету по номенклатуре малых тел (CSBN) МАС, который отвечает за присвоение названий малым планетам. [22] Название было принято CSBN и объявлено Центром малых планет 5 февраля 2020 года. [31]
Поскольку планетарные символы больше не используются регулярно в астрономии, Гунгун никогда не получал символа в астрономической литературе. Символ ⟨⟩ , используемый в основном среди астрологов, [32] включен в Unicode как U+1F77D 🝽 GONGGONG . [33] Символ был разработан Денисом Московицем, инженером-программистом из Массачусетса; он объединяет китайский иероглиф 共gòng с хвостом змеи. [34]
Гунгун вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 67,5 а.е. (1,010 × 10 10 км; 6,27 × 10 9 миль) и совершает полный оборот за 554 года. [3] Орбита Гунгуна сильно наклонена к эклиптике , с наклонением орбиты 30,7 градуса. [3] Его орбита также сильно эксцентрична, с измеренным эксцентриситетом орбиты 0,50. [3] Из-за своей сильно эксцентричной орбиты расстояние Гунгуна от Солнца сильно меняется в течение его орбиты: от 101,2 а.е. (1,514 × 10 10 км; 9,41 × 10 9 миль) в афелии , самой дальней точке от Солнца, до примерно 33,7 а.е. (5,04 × 10 9 км; 3,13 × 10 9 миль) в перигелии , самой близкой точке к Солнцу. [3] [1] Гунгун в последний раз достигал перигелия в 1857 году и в настоящее время удаляется от Солнца, к своему афелию. [35] Гунгун достигнет афелия к 2134 году. [14]
Период, наклон и эксцентриситет орбиты Гунгуна довольно экстремальны по сравнению с другими крупными телами в Солнечной системе. Среди вероятных карликовых планет ее период является третьим по длине, составляя 554 года по сравнению с 558 годами у Эриды и примерно 11 400 годами у Седны . Ее наклон в 31° является вторым, после 44° у Эриды, а ее эксцентриситет в 0,50 также (довольно далеко) второй, после Седны с 0,84.
Центр малых планет относит его к объектам рассеянного диска из-за его эксцентричной и удаленной орбиты. [4] Deep Ecliptic Survey показывает, что орбита Гунгуна находится в резонансе 3:10 с Нептуном ; Гунгун совершает три оборота вокруг Солнца за каждые десять оборотов, совершенных Нептуном. [5]
По состоянию на 2021 год [обновлять]Гунгун находится на расстоянии около 89 а.е. (1,33 × 10 10 км; 8,3 × 10 9 миль) от Солнца [36] и удаляется со скоростью 1,1 километра в секунду (2500 миль в час). [37] Это одиннадцатый по удаленности от Солнца известный объект Солнечной системы , предшествующий 2021 DR 15 (89,5 а.е.), 2014 UZ 224 (89,6 а.е.), 2015 TH 367 (90,3 а.е.), 2020 FQ40 (92,4 а.е.), Эриде (95,9 а.е.), 2020 FA 31 (97,2 а.е.), 2020 FY 30 (99,0 а.е.), 2020 BE 102 (111,0 а.е.), 2018 VG 18 (123,5 а.е.) и 2018 AG 37 (~ 132 а.е.). [36] [38] [39] Гунгун находится дальше от Солнца, чем Седна , которая по состоянию на 2021 год находится на расстоянии 84,3 а.е. от Солнца [обновлять]. [36] Он находится дальше от Солнца, чем Седна, с 2013 года, и к 2045 году он превзойдет Эриду по расстоянию. [37] [40]
Gonggong имеет абсолютную величину (H) 2,34, [12] [10] , что делает его седьмым по яркости известным транснептуновым объектом. Он тусклее Оркуса (H = 2,31; D = 917 км) [41] , но ярче Квавара (H = 2,82; D = 1110 км). [42] Центр малых планет и База данных малых тел Лаборатории реактивного движения предполагают более яркую абсолютную величину 1,6 и 1,8 соответственно, [1] [3], что делает его пятым по яркости транснептуновым объектом. [43]
Находясь на расстоянии 88 а.е. от Солнца, видимая величина Гунгуна составляет всего 21,5 [44] , поэтому он слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть с Земли невооруженным глазом . [28] [b] Хотя Гунгун находится ближе к Солнцу, чем карликовая планета Эрида, он кажется более тусклым, поскольку Эрида имеет более высокое альбедо и видимую величину 18,8. [46] [47]
Поверхность Гунгуна имеет альбедо (отражательную способность) 0,14. [9] Ожидается, что состав поверхности и спектр Гунгуна будут похожи на состав поверхности Квавара , поскольку оба объекта имеют красный цвет и демонстрируют признаки водяного льда и, возможно, метана в своих спектрах. [48] [46] Спектр отражения Гунгуна был впервые измерен в 2011 году в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн с помощью спектрографа Folded port InfraRed Echellette (FIRE) на телескопе Магеллана Бааде в обсерватории Лас-Кампанас в Чили . [49] Спектр Гунгуна демонстрирует сильный красный спектральный наклон вместе с широкими полосами поглощения на длинах волн 1,5 мкм и 2 мкм, что означает, что Гунгун отражает больше света на этих длинах волн. [49] Дополнительные фотометрические измерения с помощью широкоугольной камеры 3 космического телескопа Хаббл демонстрируют похожие полосы поглощения при 1,5 мкм, [49] которые являются характерными чертами водяного льда, вещества, часто встречающегося на крупных объектах пояса Койпера . [50] Наличие водяного льда на поверхности Гунгуна подразумевает краткий период криовулканизма в далеком прошлом, когда вода извергалась из его недр, оседала на его поверхности и впоследствии замерзала. [51]
Gonggong является одним из самых красных известных транснептуновых объектов, особенно в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. [49] [12] Его красный цвет является неожиданным для объекта со значительным количеством водяного льда на его поверхности, [51] [19] который обычно имеет нейтральный цвет, поэтому Gonggong изначально был прозван «Белоснежкой». [24] [25] Цвет Gonggong подразумевает, что на его поверхности присутствует метан, хотя он не был напрямую обнаружен в спектре Gonggong из-за низкого отношения сигнал/шум данных. [49] Наличие метанового инея объясняет его цвет, как результат фотолиза метана под действием солнечного излучения и космических лучей, в результате которого образуются красноватые органические соединения, известные как толины . [49] [10] Наблюдения за ближним инфракрасным спектром Гунгуна в 2015 году выявили особенность поглощения при 2,27 мкм, что указывает на присутствие метанола вместе с продуктами его облучения на его поверхности. [52]
Gonggong достаточно большой, чтобы удерживать следовые количества летучего метана на своей поверхности, [49] даже находясь на самом близком расстоянии от Солнца (33,7 а.е. ), [3] где температуры выше, чем у Quaoar. [49] В частности, большой размер Gonggong означает, что он, вероятно, удерживает следовые количества других летучих веществ, включая аммиак , окись углерода и, возможно, азот , которые почти все транснептуновые объекты теряют в течение своего существования. [48] [10] [23] Как и Quaoar, Gonggong, как ожидается, будет близок к пределу массы, при котором он способен удерживать эти летучие вещества на своей поверхности. [48] [19]
В 2022 году низкое разрешение ближнего инфракрасного (0,7–5 мкм) спектроскопических наблюдений космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) выявило наличие значительного количества этанового льда (C 2 H 6 ) на поверхности Гунгуна, хотя, по-видимому, на Гунгуне этана меньше, чем на Седне . Спектры JWST также содержат доказательства присутствия небольших количеств углекислого газа (CO 2 ), связанного либо с темным поверхностным материалом, либо с некоторыми льдами, а также со сложной органикой. С другой стороны, не было обнаружено никаких доказательств присутствия метана (CH 4 ) и метанола (CH 3 OH), что противоречило бы более ранним наблюдениям. [53]
Присутствие толинов на поверхности Гонггона подразумевает возможное существование разреженной метановой атмосферы, аналогичной Квавару. [51] [19] Хотя Гонггон иногда подходит ближе к Солнцу, чем Квавар, где становится достаточно тепло, чтобы метановая атмосфера могла испариться, его большая масса может сделать удержание метана возможным. [49] Во время афелия метан вместе с другими летучими веществами будет конденсироваться на поверхности Гонггона, допуская долгосрочное облучение, которое в противном случае привело бы к уменьшению альбедо поверхности. [54] Более низкое альбедо поверхности будет способствовать потере высоколетучих материалов, таких как азот, поскольку более низкое альбедо соответствует большему количеству света, поглощаемого поверхностью , а не отражаемого, что приводит к большему нагреву поверхности. Следовательно, ожидается, что содержание азота в атмосфере Гонггона будет истощено до следовых количеств, в то время как метан, вероятно, сохранится. [54]
Предполагается, что вскоре после его образования на острове Гунгун наблюдалась криовулканическая активность, а также более существенная атмосфера . [51] [19] Ожидается, что такая криовулканическая активность была кратковременной, и образовавшаяся атмосфера постепенно исчезала с течением времени. [51] [19] Летучие газы, такие как азот и оксид углерода, были потеряны, в то время как менее летучие газы, такие как метан, вероятно, останутся в его нынешней разреженной атмосфере. [51] [54]
По состоянию на 2019 год диаметр Гунгуна оценивается в 1230 км (760 миль), что получено на основе радиометрических измерений, его рассчитанной массы и предположения о плотности, аналогичной другим подобным телам. [9] Это сделало бы Гунгун пятым по величине транснептуновым объектом после Плутона , Эриды , Хаумеа и Макемаке . Гунгун примерно такого же размера, как луна Плутона Харон , хотя текущая оценка размера Гунгуна имеет неопределенность в 50 км (31 милю). [9]
Международный астрономический союз (МАС) не рассматривал возможность официального признания дополнительных карликовых планет с момента признания Макемаке и Хаумеа в 2008 году, до объявления о Гунгуне в 2009 году. [57] [58] Несмотря на то, что Гунгун не удовлетворяет критерию МАС иметь абсолютную величину ярче, чем +1, [57] [c] он достаточно велик, чтобы считаться карликовой планетой несколькими астрономами. [55] [59] [7] Браун утверждает, что Гунгун «должен быть карликовой планетой, даже если преимущественно каменистый», основываясь на радиометрическом измерении 2013 года в 1290 км (800 миль). [7] Скотт Шеппард и его коллеги считают, что это, скорее всего, карликовая планета, [59] исходя из ее минимально возможного диаметра — 580 км (360 миль) при условии полностью отражающей поверхности с альбедо 1 [d] — и того, что в то время ожидалось как нижний предел размера около 200 км (120 миль) для гидростатического равновесия в холодных ледяных каменистых телах. [59] Однако Япет не находится в равновесии, несмотря на то, что его диаметр составляет 1470 км (910 миль), поэтому это остается всего лишь возможностью. [61]
В 2010 году астроном Гонсало Танкреди первоначально оценил диаметр Гунгуна как очень большой — 1752 км (1089 миль), хотя его статус карликовой планеты был неясен, поскольку не было данных о кривой блеска или другой информации, позволяющей определить его размер. [55] Гунгун слишком далек, чтобы определить его напрямую; Браун дал грубую оценку его диаметра в диапазоне от 1000 до 1500 км (620–930 миль), основываясь на альбедо 0,18, что наилучшим образом соответствовало его модели. [49] Исследование, проведенное группой астрономов с использованием космической обсерватории Гершеля Европейского космического агентства в 2012 году, определило его диаметр как1280 ± 210 км (795 ± 130 миль ), на основе тепловых свойств Гунгуна, наблюдаемых в дальнем инфракрасном диапазоне. [46] Это измерение согласуется с оценкой Брауна. Более поздние наблюдения в 2013 году с использованием объединенных данных теплового излучения от Herschel и космического телескопа Spitzer предположили меньший размер1142+647
−467 км (710+402
−290 mi ), хотя эта оценка имела больший диапазон неопределенности. [56]
В 2016 году совместные наблюдения с космического аппарата «Кеплер» и архивные данные теплового излучения с телескопа «Гершель» позволили предположить, что Гунгун намного больше, чем считалось ранее, и дали оценку размера1535+75
−225 км (954+46
−140 миль ) на основе предполагаемого вида на экватор и более низкого расчетного альбедо 0,089. [10] [11] Это сделало бы Гунгун третьим по величине транснептуновым объектом после Эриды и Плутона, больше, чем Макемаке (1430 км (890 миль)). [11] [23] Эти наблюдения Гунгуна были частью миссии K2 космического корабля Kepler , которая включает изучение малых тел Солнечной системы . [23] Последующие измерения в 2018 году пересмотрели размер Гунгуна до1230 ± 50 км (764 ± 31 миля ), на основе массы и плотности Гунгуна, полученных из орбиты его спутника, и открытия, что направление наблюдения было почти на полюсе . [9] С этой оценкой размера Гунгун снова считается пятым по величине транснептуновым объектом. [9]
На основе орбиты спутника масса Гунгуна была рассчитана как 1,75 × 1021 кг (3,86 × 1021 фунта ) , а плотность1,72 ± 0,16 г/см 3 . [9] Учитывая массу, оценка размера 2016 года в 1535 км (954 мили) подразумевала бы неожиданно низкую (и, вероятно, ошибочную) плотность0,92 г/см 3 . [9]
Гонгонг — пятый по величине транснептуновый объект после Эриды, Плутона, Хаумеа и Макемаке. [ 9] Он немного массивнее и плотнее Харона, масса которого составляет 1,586 × 1021 кг (3,497 × 1021 фунта) , а плотность —1,702 г/см3 . [ 9] [62] Ожидается, что из-за своего большого размера, массы и плотности Гунгун будет находиться в гидростатическом равновесии, принимая форму сфероида Маклорена , который слегка сплющен из-за своего вращения. [9] [10]
Период вращения Гунгуна был впервые измерен в марте 2016 года посредством наблюдений за изменениями его яркости с помощью космического телескопа «Кеплер» . [10] Амплитуда кривой блеска Гунгуна , наблюдаемая «Кеплером» , мала, изменяясь по яркости всего на 0,09 звездной величины . [10] Малая амплитуда кривой блеска Гунгуна указывает на то, что он наблюдается в конфигурации «на полюсе», что дополнительно подтверждается наблюдаемой наклонной орбитой его спутника. [9] Наблюдения «Кеплера» дали неоднозначные значения44,81 ± 0,37 и22,4 ± 0,18 часов для периода вращения. [10] [9] На основе наиболее подходящей модели для ориентации полюса вращения, значение22,4 ± 0,18 часов считается наиболее правдоподобным. [9] Гунгун вращается медленнее по сравнению с другими транснептуновыми объектами, периоды которых обычно составляют от 6 до 12 часов. [9] Из-за его медленного вращения ожидается, что он будет иметь низкую степень сжатия 0,03 или 0,007 для периодов вращения 22,4 или 44,81 часа соответственно. [9]
После открытия в марте 2016 года того, что Гунгун был необычно медленным ротатором, возникла вероятность того, что спутник мог замедлить его посредством приливных сил . [63] Признаки возможного спутника, вращающегося вокруг Гунгуна, побудили Чабу Кисса и его команду проанализировать архивные наблюдения Хаббла за Гунгун. [64] Их анализ снимков Хаббла, сделанных 18 сентября 2010 года, выявил слабый спутник, вращающийся вокруг Гунгуна на расстоянии не менее 15 000 км (9 300 миль). [65] Об открытии было объявлено на заседании Отдела планетарных наук 17 октября 2016 года. [28] Диаметр спутника составляет приблизительно 100 км (62 мили), а период обращения вокруг него составляет 25 дней. [64] 5 февраля 2020 года спутник был официально назван Сянлю , в честь девятиголового ядовитого змеиного монстра, который сопровождал Гунгун в китайской мифологии. Это наименование появилось в то же время, когда сам Гунгун получил официальное название. [1]
Планетолог Аманда Зангари подсчитала , что миссия по облету Гонггона займет минимум более 20 лет с нынешними возможностями ракет. [66] Миссия по облету может занять чуть менее 25 лет с использованием гравитационного маневра Юпитера , исходя из даты запуска 2030 или 2031 год. Гонггонг будет находиться примерно в 95 а.е. от Солнца, когда прибудет космический корабль. [66]
Объекты с расстоянием от Солнца более 84,2 а.е.