Оркус ( обозначение малой планеты 90482 Оркус ) — крупный транснептуновский объект с большим спутником Вант . [7] Ее диаметр составляет от 870 до 960 км (от 540 до 600 миль), размер карликовой планеты Церера или несколько меньше ее . Многие астрономы считали Оркус карликовой планетой, хотя с 2024 года это мнение изменилось. [17] Поверхность Оркуса относительно яркая, альбедо достигает 23 процентов, нейтрального цвета и богата водяным льдом. Лед находится преимущественно в кристаллической форме, что может быть связано с прошлой криовулканической активностью. На его поверхности также могут присутствовать другие соединения, такие как метан или аммиак . Оркус был открыт американскими астрономами Майклом Брауном , Чадом Трухильо и Дэвидом Рабиновичем 17 февраля 2004 года.
Оркус — это плутино , транснептуновый объект, который находится в резонансе 2:3 с ледяным гигантом Нептуном , совершая два оборота вокруг Солнца на каждые три оборота Нептуна. [5] Это очень похоже на Плутон , за исключением того, что фаза орбиты Оркуса противоположна фазе орбиты Плутона: Оркус находится в афелии ( последний раз в 2019 году) примерно в то время, когда Плутон находится в перигелии (последний раз в 1989 году) и наоборот. [18] Оркус — крупнейший из известных плутино после самого Плутона. Перигелий орбиты Оркуса составляет около 120 ° от перигелия орбиты Плутона, а эксцентриситет и наклон аналогичны. Из-за этих сходств и контрастов, а также из-за большого спутника Ванта, напоминающего большой спутник Плутона Харон , Оркус был назван « анти-Плутоном ». [19] Это было важным фактором при выборе его названия, поскольку божество Оркус было римским / этрусским эквивалентом римского/ греческого Плутона . [19]
Оркус был открыт 17 февраля 2004 года американскими астрономами Майклом Брауном из Калифорнийского технологического института , Чадом Трухильо из обсерватории Джемини и Дэвидом Рабиновичем из Йельского университета . Предварительные изображения, сделанные Паломарской обсерваторией еще 8 ноября 1951 года, позже были получены в результате цифрового обзора неба . [2]
Малая планета Оркус была названа в честь одного из римских богов подземного мира Оркуса . В то время как Плутон (греческого происхождения) был правителем подземного мира, Оркус (этрусского происхождения) был карателем осужденных. Название было опубликовано Центром малых планет 26 ноября 2004 года ( MPC 53177 ). [21] Согласно правилам Международного астрономического союза (МАС) , объекты с размером и орбитой , аналогичными орбите Плутона , называются в честь божеств подземного мира . Соответственно, первооткрыватели предложили назвать объект в честь Оркуса , этрусского бога подземного мира и карателя нарушенных клятв. Это название также было частной отсылкой к одноименному острову Оркас , где жена Брауна жила в детстве и который они часто посещают. [22]
30 марта 2005 года спутник Оркуса, Вант , был назван в честь крылатой женщины-демона Вант из этрусского подземного мира. Она могла присутствовать в момент смерти и часто выступала в роли психопомпа , проводника умершего в загробный мир. [23]
Планетарные символы больше не используются в астрономии, поэтому Оркус так и не получил символа в астрономической литературе. Символ ⟨⟩ , используемый в основном астрологами, [24] включен в Юникод как U+1F77F. [25] Символ был разработан Денисом Московицем, инженером-программистом из Массачусетса; это монограмма OR , напоминающая одновременно череп и зияющую пасть косатки . [26] Есть более редкий символ., перевернутый астрологический символ Плутона, отражающий Оркуса как анти-Плутона: он был разработан Мелани Рейнхарт. [24]
Оркус находится в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном , имеет орбитальный период 245 лет [5] [1] и классифицируется как плутино . [2] Его орбита умеренно наклонена на 20,6 градусов к эклиптике . [1] Орбита Орка похожа на орбиту Плутона (оба имеют перигелии над эклиптикой ), но ориентирована по-другому. Хотя в какой-то момент его орбита приближается к орбите Нептуна , резонанс между двумя телами означает, что сам Оркус всегда находится на большом расстоянии от Нептуна (между ними всегда существует угловое расстояние более 60 градусов). За 14 000 лет Оркус находился на расстоянии более 18 а.е. от Нептуна. [18] Поскольку их взаимный резонанс с Нептуном вынуждает Оркуса и Плутона оставаться в противоположных фазах их очень похожих движений, Оркуса иногда называют «анти-Плутоном». [19] В последний раз Оркус достиг своего афелия (самого дальнего расстояния от Солнца) в 2019 году и достигнет перигелия (самого близкого расстояния к Солнцу) около 10 января 2143 года. [9] Моделирование Deep Ecliptic Survey показывает, что в течение следующих 10 миллионов лет Оркус может приобрести расстояние в перигелии ( q мин ) всего 27,8 а.е. [5]
Период вращения Оркуса неизвестен, поскольку разные фотометрические исследования дали разные результаты. Некоторые демонстрируют низкие вариации амплитуды с периодами от 7 до 21 часа, тогда как другие не обнаруживают изменчивости. [27] Ось вращения Оркуса, вероятно, совпадает с осью орбиты его спутника Ванта. Это означает, что Оркус в настоящее время рассматривается с полюса, что может объяснить почти полное отсутствие какой-либо вращательной модуляции его яркости. [27] [28] Астроном Хосе Луис Ортис и его коллеги вывели возможный период вращения около 10,5 часов, предполагая, что Оркус не связан приливно-отливной связью с Вантом. [28] Однако, если главная звезда приливно привязана к спутнику, период вращения будет совпадать с 9,7-дневным орбитальным периодом Ванта. [28]
Абсолютная звездная величина Оркуса составляет примерно 2,3. [11] Обнаружение Оркуса космическим телескопом Спитцер в дальнем инфракрасном диапазоне [29] и космическим телескопом Гершель в субмиллиметровом диапазоне оценивает его диаметр в 958,4 км (595,5 миль) с погрешностью 22,9 км (14,2 мили). [11] Оркус, по-видимому, имеет альбедо около 21–25 процентов, [11] что может быть типичным для транснептуновых объектов, приближающихся к диапазону диаметров 1000 км (620 миль). [30] Оценки величины и размера были сделаны в предположении, что Оркус является уникальным объектом. Присутствие относительно крупного спутника «Вант» может существенно изменить их. Абсолютная звездная величина Ванта оценивается в 4,88, что означает, что она примерно в 11 раз слабее самого Оркуса. [16] Субмиллиметровые измерения ALMA , проведенные в 2016 году, показали, что Вант имеет относительно большой размер — 475 км (295 миль) с альбедо около 8 процентов, тогда как у Оркуса размер немного меньший — 910 км (570 миль). [10] Используя звездное затмение , проведенное Вантом в 2017 году, диаметр Ванта был определен как 442,5 км (275,0 миль) с погрешностью 10,2 км (6,3 мили). [31] На веб-сайте Майкла Брауна Оркус с «почти достоверностью» указан как карликовая планета , [32] Танкреди заключает, что это таковая, [33] и достаточно массивна, чтобы считаться таковой в соответствии с проектом предложения МАС от 2006 года . [34] , но МАС официально не признал его таковым. [35] [36]
Известно, что Оркус и Вант представляют собой бинарную систему. Масса системы оценивается в(6,348 ± 0,019) × 10 20 кг , [7] примерно равна таковой у спутника Сатурна Тефии (6,175 × 10 20 кг ). [37] Масса системы Оркус составляет около 3,8 процента массы Эриды , самой массивной из известных карликовых планет (1,66 × 10 22 кг ). [16] [38]
Отношение массы Ванта к массе Оркуса было измерено астрометрически с помощью субмиллиметрового телескопа ALMA и составляет0,16 ± 0,02 с вантом, содержащим13,7% ± 1,3% от общей массы системы. Это также означает, что плотности обоих тел примерно одинаковы при ~1,5 г/см 3 . [12]
Первые спектроскопические наблюдения в 2004 году показали, что видимый спектр Оркуса плоский (нейтральный по цвету) и безликий, тогда как в ближнем инфракрасном диапазоне наблюдаются умеренно сильные полосы поглощения воды на длинах волн 1,5 и 2,0 мкм. [39] Нейтральный видимый спектр и сильные полосы поглощения воды Оркуса показали, что Оркус отличался от других транснептуновых объектов, которые обычно имеют красный видимый спектр и часто невыразительные инфракрасные спектры. [39] Дальнейшие инфракрасные наблюдения, проведенные в 2004 году Европейской южной обсерваторией и телескопом «Джемини», дали результаты, соответствующие смесям водяного льда и углеродистых соединений, таких как толины . [14] Водяной и метановый льды могут покрывать не более 50 и 30 процентов поверхности соответственно. [40] Это означает, что доля льда на поверхности меньше, чем на Хароне , но аналогична таковой на Тритоне . [40]
Позже, в 2008–2010 годах, новые инфракрасные спектроскопические наблюдения с более высоким отношением сигнал/шум выявили дополнительные спектральные особенности. Среди них полоса поглощения глубокого водяного льда на длине волны 1,65 мкм, свидетельствующая о наличии кристаллического водяного льда на поверхности Оркуса, и новая полоса поглощения на длине волны 2,22 мкм. Происхождение последней особенности не совсем ясно. Это может быть вызвано либо аммиаком / аммонием , растворенным в водяном льду, либо льдами метана / этана . [13] Моделирование переноса излучения показало, что смесь водяного льда, толинов (в качестве затемняющего агента), этанового льда и иона аммония (NH 4 + ) обеспечивает наилучшее соответствие спектрам, тогда как комбинация водяного льда, толинов, метановый лед и гидрат аммиака дают несколько худший результат. С другой стороны, смесь только гидрата аммиака, толинов и водяного льда не обеспечила удовлетворительного соответствия. [27] Так, по состоянию на 2010 год единственными достоверно идентифицированными соединениями на поверхности Оркуса являются кристаллический водяной лед и, возможно, темные толины. Точная идентификация аммиака, метана и других углеводородов требует более качественных инфракрасных спектров. [27] Низкое содержание легких углеводородов на поверхности Оркуса отличает его от более крупных ТНО (но похоже на более мелкие) и предполагает отсутствие внутреннего резервуара метана, что предполагает внутреннюю геохимическую эволюцию. Это говорит о том, что Оркус не плавился, не дифференцировался и не подвергался химической эволюции, поэтому он не может быть карликовой планетой. [41]
Оркус находится на пороге транснептуновых объектов, достаточно массивных, чтобы удерживать на поверхности летучие вещества , такие как метан. [27] Спектр отражения Оркуса показывает самые глубокие полосы поглощения водяного льда среди всех объектов пояса Койпера, которые не связаны с коллизионным семейством Хаумеа . [16] Большие ледяные спутники Урана имеют инфракрасные спектры, очень похожие на спектры Оркуса. [16] Среди других транснептуновых объектов большой плутино 2003 AZ 84 и спутник Плутона Харон имеют сходные с Оркусом поверхностные спектры, [13] с плоскими, безликими видимыми спектрами и умеренно сильными полосами поглощения водяного льда в ближнем инфракрасном диапазоне. [27]
Кристаллический водяной лед на поверхности транснептуновых объектов должен полностью аморфизироваться под действием галактического и солнечного излучения примерно за 10 миллионов лет. [13] Таким образом, наличие кристаллического водяного льда и, возможно, аммиачного льда может указывать на то, что в прошлом на поверхности Оркуса действовал механизм обновления. [13] Аммиак до сих пор не был обнаружен ни на одном транснептуновом объекте или ледяном спутнике внешних планет, кроме Миранды . [13] Полоса 1,65 мкм на Оркусе широкая и глубокая (12%), как на Хароне , Кваваре , Хаумеа и ледяных спутниках планет-гигантов. [13] Некоторые расчеты показывают, что криовулканизм , который считается одним из возможных механизмов обновления, действительно может быть возможен для транснептуновых объектов размером более 1000 км (620 миль). [27] Оркус, возможно, пережил по крайней мере один такой эпизод в прошлом, в результате которого аморфный водяной лед на его поверхности превратился в кристаллический. Предпочтительным типом вулканизма мог быть взрывной водный вулканизм, вызванный взрывным растворением метана из водно-аммиачных расплавов. [27]
У Оркуса есть один известный спутник, Вант (полное обозначение (90482) Оркус I Вант ). Его открыли Майкл Браун и Т.-А. Суэр использует изображения открытия, полученные космическим телескопом Хаббл 13 ноября 2005 года. [42] Об открытии было объявлено в циркуляре МАС , опубликованном 22 февраля 2007 года. [43] Субмиллиметровое изображение системы Оркус-Вант с пространственным разрешением в 2016 году показало, что Вант имеет относительно большой размер - 475 км (295 миль) с погрешностью 75 км (47 миль). [10] Эта оценка Ванта хорошо согласуется с размером около 442,5 км (275,0 миль), полученным на основе звездного покрытия в 2017 году. [31] Подобно Харону по сравнению с Плутоном, Вант довольно велик по сравнению с Оркусом и является одним из причина характеризовать Оркуса как «анти-Плутона». Если Оркус — карликовая планета, Вант будет третьей по величине известной луной карликовой планеты после Харона и Дисномии . Соотношение масс Оркуса и Ванта неизвестно, возможно, от 1:33 до 1:12. [44]
Мы предполагаем, что Седна, Гонгонг и Квавар претерпели внутреннее плавление, дифференциацию и химическую эволюцию, подобно более крупным карликовым планетам и отличающиеся от всех меньших ОПК.