stringtranslate.com

Классический объект пояса Койпера

486958 Аррокот , первый классический объект пояса Койпера, посещённый космическим аппаратом .
Орбиты различных кубевано в сравнении с орбитой Нептуна (голубой) и Плутона (розовый)

Классический объект пояса Койпера , также называемый кубевано ( / ˌ k juː b iː ˈ w ʌ n oʊ / "QB1-o"), [a] является объектом пояса Койпера с низким эксцентриситетом (KBO), который вращается за Нептуном и не контролируется орбитальным резонансом с Нептуном . Кубевано имеют орбиты с большими полуосями в диапазоне 40–50  а. е. и, в отличие от Плутона , не пересекают орбиту Нептуна. То есть они имеют орбиты с низким эксцентриситетом и иногда с низким наклоном , как у классических планет.

Название «кубевано» происходит от первого транснептунового объекта (ТНО), обнаруженного после Плутона и Харона : 15760 Альбион , который до января 2018 года имел только предварительное обозначение (15760) 1992 QB1. [2] Подобные объекты, обнаруженные позже, часто назывались «QB1-o» или «кубевано» в честь этого объекта, хотя в научной литературе гораздо чаще используется термин «классический».

Объекты, идентифицированные как кубевано, включают в себя:

136108 Хаумеа был предварительно отнесен к классу кубевано Центром малых планет в 2006 году [4] , но позже было обнаружено, что он находится на резонансной орбите. [3]

.mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}@media screen{html.skin-theme-clientpref-night .mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#0f4dc9}}@media screen and (prefers-color-scheme:dark){html.skin-theme-clientpref-os .mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#0f4dc9}}Орбиты: «горячие» и «холодные» популяции

Большая полуось и наклон кьюбивано (синие) по сравнению с резонансными транснептуновыми объектами (красные).

Существует два основных динамических класса классических тел пояса Койпера: с относительно невозмущенными («холодными») орбитами и с заметно возмущенными («горячими») орбитами.

Большинство кубевано находятся между орбитальным резонансом 2:3 с Нептуном (населенным плутино ) и резонансом 1:2. Например, 50000 Quaoar имеет почти круговую орбиту, близкую к эклиптике . С другой стороны, плутино имеют более эксцентричные орбиты, что делает некоторые из них ближе к Солнцу, чем Нептун .

Большинство классических объектов, так называемая холодная популяция , имеют низкие наклоны (< 5 ° ) и почти круговые орбиты, лежащие между 42 и 47 а.е. Меньшая популяция ( горячая популяция ) характеризуется сильно наклоненными, более эксцентричными орбитами. [5] Термины «горячий» и «холодный» не имеют ничего общего с поверхностными или внутренними температурами, а скорее относятся к орбитам объектов, по аналогии с молекулами в газе, которые увеличивают свою относительную скорость по мере нагревания. [6]

В отчете Deep Ecliptic Survey сообщается о распределении двух популяций: одна с наклоном, сосредоточенным на 4,6° (названная Core ), и другая с наклоном, простирающимся более чем на 30° ( Halo ). [7]

Распределение

Подавляющее большинство объектов пояса Койпера (более двух третей) имеют наклоны менее 5° и эксцентриситеты менее 0,1. Их большие полуоси показывают предпочтение к середине главного пояса; можно утверждать, что более мелкие объекты, близкие к предельным резонансам, были либо захвачены в резонанс, либо их орбиты были изменены Нептуном.

«Горячие» и «холодные» популяции разительно отличаются: более 30% всех кубевано находятся на низконаклонных, почти круговых орбитах. Параметры орбит плутино распределены более равномерно, с локальным максимумом в умеренных эксцентриситетах в диапазоне 0,15–0,2 и низкими наклонениями 5–10°. См. также сравнение с объектами рассеянного диска .

Если сравнить эксцентриситеты орбит кубевано и плутино, можно увидеть, что кубевано образуют четкий «пояс» за пределами орбиты Нептуна, тогда как плутино приближаются или даже пересекают орбиту Нептуна. Если сравнить наклоны орбит, «горячие» кубевано можно легко отличить по их более высоким наклонам, поскольку плутино обычно сохраняют орбиты ниже 20°. (В настоящее время нет четкого объяснения наклонов «горячих» кубевано. [8] )

Слева: распределение TNO кубевано (синий), резонансных TNO (красный), SDO (серый) и седноидов (желтый). Справа: сравнение выровненных орбит (полярный и эклиптический вид) кубевано, плутино и Нептуна (желтый).

Холодные и жаркие популяции: физические характеристики

Помимо различных орбитальных характеристик, две популяции демонстрируют различные физические характеристики.

Различие в цвете между красной холодной популяцией, такой как 486958 Аррокот , и более неоднородной горячей популяцией было замечено еще в 2002 году. [9] Недавние исследования, основанные на большем наборе данных, указывают на наклон границы в 12° (вместо 5°) между холодной и горячей популяцией и подтверждают различие между однородной красной холодной популяцией и голубоватой горячей популяцией. [10]

Другим различием между классическими объектами с низким наклоном (холодными) и с высоким наклоном (горячими) является наблюдаемое количество двойных объектов . Двойные довольно распространены на орбитах с низким наклоном и, как правило, представляют собой системы с одинаковой яркостью. Двойные менее распространены на орбитах с высоким наклоном, и их компоненты, как правило, различаются по яркости. Эта корреляция вместе с различиями в цвете еще раз подтверждает предположение о том, что наблюдаемые в настоящее время классические объекты принадлежат по крайней мере к двум различным перекрывающимся популяциям с различными физическими свойствами и орбитальной историей. [11]

К формальному определению

Официального определения «кубевано» или «классического объекта пояса Койпера» не существует. Однако эти термины обычно используются для обозначения объектов, свободных от значительного возмущения со стороны Нептуна, тем самым исключая объекты пояса Койпера, находящиеся в орбитальном резонансе с Нептуном ( резонансные транснептуновые объекты ). Центр малых планет (MPC) и Глубокое эклиптическое исследование (DES) не перечисляют кубевано (классические объекты) по тем же критериям. Многие транснептуновые объекты, классифицированные MPC как кубевано, такие как карликовая планета Макемаке , классифицируются DES как ScatNear (возможно, рассеянные Нептуном). (119951) 2002 KX 14 может быть внутренним кубевано вблизи плутино . Более того, есть доказательства того, что пояс Койпера имеет «край», поскольку явное отсутствие объектов с низким наклоном за пределами 47–49 а.е. было заподозрено еще в 1998 году и подтверждено новыми данными в 2001 году. [12] Следовательно, традиционное использование терминов основано на большой полуоси орбиты и включает объекты, расположенные между резонансами 2:3 и 1:2, то есть между 39,4 и 47,8 а.е. (за исключением этих резонансов и второстепенных резонансов между ними). ​​[5]

Эти определения неточны: в частности, граница между классическими объектами и рассеянным диском остается размытой. По состоянию на 2023 год существует 870 объектов с перигелием (q) > 40 а.е. и афелием (Q) < 48 а.е. [13]

классификация DES

Введенный в отчете Deep Ecliptic Survey Дж. Л. Эллиотта и др. в 2005 году, использует формальные критерии, основанные на средних орбитальных параметрах. [7] Говоря неформально, определение включает объекты, которые никогда не пересекали орбиту Нептуна. Согласно этому определению, объект квалифицируется как классический KBO, если:

Классификация SSBN07

Альтернативная классификация, введенная Б. Гладманом , Б. Марсденом и К. ван Лаерховеном в 2007 году, использует интеграцию орбиты за 10 миллионов лет вместо параметра Тиссерана. Классические объекты определяются как нерезонансные и не рассеиваемые в настоящее время Нептуном. [14]

Формально это определение включает в себя как классические все объекты с их текущими орбитами, которые

В отличие от других схем, это определение включает объекты с большой полуосью менее 39,4 а.е. (резонанс 2:3) — называемый внутренним классическим поясом , или более 48,7 (резонанс 1:2) — называемый внешним классическим поясом , и оставляет термин главный классический пояс для орбит между этими двумя резонансами. [14]

Семьи

Первое известное столкновительное семейство в классическом поясе Койпера — группа объектов, которые считаются остатками распада одного тела — это семейство Хаумеа . [15] Оно включает Хаумеа, его луны, 2002 TX 300 и семь меньших тел. [b] Объекты не только следуют по схожим орбитам, но и обладают схожими физическими характеристиками. В отличие от многих других поясов Койпера, их поверхность содержит большое количество водяного льда (H 2 O) и совсем не содержит или содержит очень мало толинов . [16] Состав поверхности выводится из их нейтрального (в отличие от красного) цвета и глубокого поглощения на 1,5 и 2 мкм в инфракрасном спектре . [17] Несколько других столкновительных семейств могут находиться в классическом поясе Койпера. [18] [19]

Исследование

Траектория New Horizons и орбиты Плутона и 486958 Аррокота

По состоянию на январь 2019 года только один классический объект пояса Койпера был замечен вблизи космическими аппаратами. Оба космических аппарата Voyager прошли через этот регион до открытия пояса Койпера. [20] New Horizons была первой миссией, посетившей классический пояс Койпера. После успешного исследования системы Плутона в 2015 году космический аппарат NASA посетил небольшой объект пояса Койпера 486958 Аррокот на расстоянии 3500 километров (2200 миль) 1 января 2019 года. [21]

Список

Вот очень общий список классических объектов пояса Койпера. По состоянию на июль 2023 года существует около 870 объектов с q > 40 а.е. и Q < 48 а.е. [ 13]

Смотрите также

Сноски

  1. ^ Несколько старомодно, но «cubewano» до сих пор используется Центром малых планет для их списка далеких малых планет. [1]
  2. ^ По состоянию на 2008 год. Четыре самых ярких объекта семейства расположены на графиках внутри круга, представляющего Хаумеа. [ необходимо разъяснение ]

Ссылки

  1. ^ «Далекие малые планеты».
  2. ^ Джуитт, Дэвид . «Классические объекты пояса Койпера». Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе . Получено 1 июля 2013 г.
  3. ^ abcd Брайан Г. Марсден (30 января 2010 г.). "MPEC 2010-B62: Distant Minor Planets (2010 FEB. 13.0 TT)". Центр малых планет МАС. Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. Архивировано из оригинала 4 сентября 2012 г. Получено 26 июля 2010 г.
  4. ^ "MPEC 2006-X45: Distant Minor Planets". IAU Minor Planet Center & Tamkin Foundation Computer Network. 12 декабря 2006 г. Получено 3 октября 2008 г.
  5. ^ ab Jewitt, D. ; Delsanti, A. (2006). "Солнечная система за пределами планет" (PDF) . Обновление солнечной системы: актуальные и своевременные обзоры в науках о солнечной системе (PDF) . Springer - Praxis. ISBN 978-3-540-26056-1. Архивировано из оригинала (PDF) 29 января 2007 г. . Получено 2 марта 2006 г. .)
  6. ^ Левисон, Гарольд Ф.; Морбиделли, Алессандро (2003). «Формирование пояса Койпера внешним переносом тел во время миграции Нептуна». Nature . 426 (6965): 419–421. Bibcode :2003Natur.426..419L. doi :10.1038/nature02120. PMID  14647375. S2CID  4395099.
  7. ^ ab JL Elliot; et al. (2006). «Глубокое эклиптическое исследование: поиск объектов пояса Койпера и кентавров. II. Динамическая классификация, плоскость пояса Койпера и основная популяция». Astronomical Journal . 129 (2): 1117–1162. Bibcode :2005AJ....129.1117E. doi : 10.1086/427395 .( "Preprint" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 августа 2006 г.)
  8. ^ Jewitt, D. (2004). "Plutino". Архивировано из оригинала 19 апреля 2007 года.
  9. ^ А. Дорессундирам; Н. Пейшиньо; К. де Берг; С. Форназье; П. Тибо; М. А. Баруччи; К. Вейе (октябрь 2002 г.). «Распределение цвета в поясе Эджворта-Койпера». Астрономический журнал . 124 (4): 2279. arXiv : astro-ph/0206468 . Бибкод : 2002AJ....124.2279D. дои : 10.1086/342447. S2CID  30565926.
  10. ^ Peixinho, Nuno; Lacerda, Pedro; Jewitt, David (август 2008 г.). "Color-inclination relation of the classic Kuiper belt objects". The Astronomical Journal . 136 (5): 1837. arXiv : 0808.3025 . Bibcode : 2008AJ....136.1837P. doi : 10.1088/0004-6256/136/5/1837. S2CID  16473299.
  11. ^ K. Noll; W. Grundy; D. Stephens; H. Levison; S. Kern (апрель 2008 г.). "Доказательства существования двух популяций классических транснептуновых объектов: сильная зависимость классических двойных звезд от наклона". Icarus . 194 (2): 758. arXiv : 0711.1545 . Bibcode :2008Icar..194..758N. doi :10.1016/j.icarus.2007.10.022. S2CID  336950.
  12. ^ Трухильо, Чедвик А.; Браун, Майкл Э. (2001). "Радиальное распределение пояса Койпера" (PDF) . The Astrophysical Journal . 554 (1): L95–L98. Bibcode :2001ApJ...554L..95T. doi :10.1086/320917. S2CID  7982844. Архивировано из оригинала (PDF) 19 сентября 2006 г.
  13. ^ ab "q > 40 AU и Q < 48 AU". Центр малых планет МАС. minorplanetcenter.net . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Получено 31 июля 2023 г. .
  14. ^ ab Gladman, BJ; Marsden, B.; van Laerhoven, C. (2008). "Номенклатура во внешней Солнечной системе" (PDF) . В Barucci, MA; et al. (ред.). Солнечная система за пределами Нептуна . Тусон: Издательство Университета Аризоны. ISBN 978-0-8165-2755-7. Архивировано (PDF) из оригинала 2012-11-02.
  15. ^ Браун, Майкл Э.; Баркуме, Кристина М.; Рагоззин, Дэрин; Шаллер, Эмили Л. (2007). «Столкновительное семейство ледяных объектов в поясе Койпера» (PDF) . Nature . 446 (7133): 294–6. Bibcode :2007Natur.446..294B. doi :10.1038/nature05619. PMID  17361177. S2CID  4430027. Архивировано (PDF) из оригинала 2018-07-23.
  16. ^ Пинилья-Алонсо, Н.; Брунетто, Р.; Ликандро, Дж.; Джил-Хаттон, Р.; Роуш, ТЛ; Страццулла, Г. (2009). "Поверхность (136108) Хаумеа ( 2003 EL 61 ), крупнейшего обедненного углеродом объекта в транснептуновом поясе". Астрономия и астрофизика . 496 (2): 547. arXiv : 0803.1080 . Bibcode : 2009A&A...496..547P. doi : 10.1051/0004-6361/200809733. S2CID  15139257.
  17. ^ Пинилья-Алонсо, Н.; Ликандро, Дж.; Джил-Хаттон, Р.; Брунетто, Р. (2007). «Богатая водяным льдом поверхность (145453) 2005 RR 43 : случай обедненной углеродом популяции транснептуновых объектов?». Астрономия и астрофизика . 468 (1): L25–L28. arXiv : astro-ph/0703098 . Bibcode : 2007A&A...468L..25P. doi : 10.1051/0004-6361:20077294. S2CID  18546361.
  18. ^ Chiang, E.-I. (июль 2002 г.). «Столкновительное семейство в классическом поясе Койпера». The Astrophysical Journal . 573 (1): L65–L68. arXiv : astro-ph/0205275 . Bibcode : 2002ApJ...573L..65C. doi : 10.1086/342089. S2CID  18671789.
  19. ^ de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl (11 февраля 2018 г.). «Динамически коррелированные малые тела во внешней Солнечной системе». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 474 (1): 838–846. arXiv : 1710.07610 . Bibcode : 2018MNRAS.474..838D. doi : 10.1093/mnras/stx2765 . S2CID  73588205.
  20. ^ Стерн, Алан (28 февраля 2018 г.). «Точка зрения ПИ: почему «Вояджер» не исследовал пояс Койпера?» . Получено 13 марта 2018 г.
  21. ^ Lakdawalla, Emily (24 января 2018 г.). «New Horizons готовится к встрече с 2014 MU69». Planetary Society . Получено 13 марта 2018 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Классические объекты пояса Койпера .