stringtranslate.com

Троян Нептуна

Трояны L 4 Нептуна с плутино для справки.

Троянцы Нептуна — это тела, которые вращаются вокруг Солнца вблизи одной из стабильных точек Лагранжа Нептуна , подобно троянцам других планет. Поэтому они имеют примерно такой же орбитальный период, как и Нептун, и следуют примерно по той же орбитальной траектории. В настоящее время известно о тридцати одном троянце Нептуна, из которых 27 вращаются вблизи точки Лагранжа Солнца–Нептуна L 4 в 60° впереди Нептуна [1] и четыре вращаются вблизи области L 5 Нептуна в 60° позади Нептуна. [1] Троянцы Нептуна называются «троянцами» по аналогии с троянцами Юпитера .

Открытие 2005 TN 53 на орбите с большим наклоном (>25°) имело важное значение, поскольку предполагало наличие «густого» облака троянцев [2] ( троянцы Юпитера имеют наклон до 40° [3] ), что указывает на захват вмороженными объектами вместо образования на месте или в результате столкновений. [2] Предполагается, что крупные (радиус ≈ 100 км) троянцы Нептуна могут превосходить по численности троянцев Юпитера на порядок . [4] [5]

В 2010 году было объявлено об открытии первого известного трояна L 5 Нептуна, 2008 LC 18. [6] Отстающую область L 5 Нептуна в настоящее время очень трудно наблюдать, поскольку она расположена вдоль линии прямой видимости к центру Млечного Пути , области неба, заполненной звездами.

Открытия и исследования

В 2001 году был обнаружен первый троян Нептуна, (612243) 2001 QR 322 , около региона L 4 Нептуна , а вместе с ним и пятый [a] известный населенный стабильный резервуар малых тел в Солнечной системе. В 2005 году открытие трояна с высоким наклоном 2005 TN 53 показало, что трояны Нептуна населяют густые облака, что ограничило их возможное происхождение (см. ниже).

12 августа 2010 года был анонсирован первый троян L 5 , 2008 LC 18. [6] Он был обнаружен в ходе специального исследования, в ходе которого были просканированы регионы, где свет от звезд вблизи Галактического центра затенен пылевыми облаками. [7] Это говорит о том, что крупные трояны L 5 встречаются так же часто, как и крупные трояны L 4 , в пределах неопределенности [7] , что еще больше ограничивает модели относительно их происхождения (см. ниже).

Космический аппарат New Horizons мог бы исследовать трояны L 5 Нептуна, обнаруженные к 2014 году, когда он проходил через эту область космоса по пути к Плутону . [5] Некоторые из участков, где свет от Галактического центра затеняется пылевыми облаками, находятся вдоль траектории полета New Horizons , что позволяет обнаруживать объекты, которые мог бы сфотографировать космический аппарат. [7] 2011 HM 102 , самый наклонный из известных троянов Нептуна, был достаточно ярким, чтобы New Horizons мог наблюдать его в конце 2013 года на расстоянии 1,2 а. е. [8] Однако у New Horizons могло не быть достаточной пропускной способности канала связи, поэтому в конечном итоге было решено отдать приоритет подготовке к пролету Плутона. [9] [10]

Динамика и происхождение

Анимация, показывающая путь шести троянцев L 4 Нептуна во вращающейся рамке с периодом, равным орбитальному периоду Нептуна . Нептун удерживается неподвижно. (Нажмите для просмотра.)

Орбиты троянских астероидов Нептуна весьма стабильны; Нептун мог сохранить до 50% первоначальной популяции троянских астероидов после миграции за всю историю Солнечной системы. [2] L 5 Нептуна может содержать стабильные троянские астероиды так же хорошо, как и L 4. [ 11] Троянские астероиды Нептуна могут совершать либрации до 30° от связанных с ними точек Лагранжа с периодом 10 000 лет. [7] Троянские астероиды Нептуна, которые сбегают, выходят на орбиты, похожие на орбиты кентавров . [11] Хотя в настоящее время Нептун не может захватывать стабильные троянские астероиды, [2] прогнозируется, что примерно 2,8% кентавров в пределах 34 а.е. будут коорбиталями Нептуна . Из них 54% будут находиться на подковообразных орбитах , 10% будут квазиспутниками и 36% будут троянцами (поровну разделенными между группами L 4 и L 5 ). [12]

Неожиданные трояны с высоким наклоном являются ключом к пониманию происхождения и эволюции популяции в целом. [11] Существование троянов Нептуна с высоким наклоном указывает на захват во время планетарной миграции, а не на формирование in situ или при столкновении. [2] [7] Оценочное равное количество крупных троянов L 5 и L 4 указывает на отсутствие газового сопротивления во время захвата и указывает на общий механизм захвата для троянов L 4 и L 5. [7] Захват троянов Нептуна во время миграции планет происходит посредством процесса, похожего на хаотический захват троянов Юпитера в модели Ниццы. Когда Уран и Нептун находятся рядом, но не в резонансе среднего движения, места, где Уран проходит мимо Нептуна, могут циркулировать с периодом, который находится в резонансе с периодами либрации троянов Нептуна. Это приводит к повторяющимся возмущениям, которые увеличивают либрацию существующих троянов, в результате чего их орбиты становятся нестабильными. [13] Этот процесс обратим, что позволяет захватывать новые трояны, когда планетарная миграция продолжается. [14] Для захвата троянов с высоким наклоном миграция должна быть медленной, [15] или их наклоны должны быть приобретены ранее. [16]

Цвета

Первые четыре обнаруженных троянца Нептуна имеют схожие цвета. [2] Они умеренно красные, немного краснее, чем серые объекты пояса Койпера, но не такие экстремально красные, как холодные классические объекты пояса Койпера с высоким перигелием . [2] Это похоже на цвета голубой доли распределения цвета кентавра , троянцы Юпитера , нерегулярные спутники газовых гигантов и, возможно, кометы , что согласуется с аналогичным происхождением этих популяций малых тел Солнечной системы . [2]

Троянцы Нептуна слишком слабы, чтобы эффективно наблюдать их спектроскопически с помощью современных технологий, а это значит, что большое разнообразие составов поверхности совместимо с наблюдаемыми цветами. [2]

Было обнаружено, что несколько нептунианских троянцев имеют очень красные цвета, похожие на холодные классические объекты пояса Койпера . [17]

Нейминг

В 2015 году IAU принял новую схему наименования для троянов Нептуна, которые должны быть названы в честь амазонок , без различия между объектами в L4 и L5. [18] Амазонки были племенем воинов, состоящим исключительно из женщин, которое сражалось в Троянской войне на стороне троянцев против греков. По состоянию на 2019 год названные троянцы Нептуна — 385571 Отрера (в честь Отреры , первой амазонской царицы в греческой мифологии ) и 385695 Клит (в честь Клиты , амазонки и спутницы царицы амазонок Пентесилеи , которая возглавляла амазонок в Троянской войне). [19] [20]

Участники

Количество объектов с высоким наклоном в такой небольшой выборке, в которой относительно меньше троянов Нептуна с высоким наклоном известно из-за ошибок наблюдений, [2] означает, что трояны с высоким наклоном могут значительно превосходить по численности трояны с низким наклоном. [11] Соотношение троянов Нептуна с высоким и низким наклоном оценивается примерно в 4:1. [2] Предполагая, что альбедо составляет 0,05, есть ожидаемые400+250
−200Трояны Нептуна с радиусом более 40 км в L 4 Нептуна . [2] Это означает, что крупные трояны Нептуна в 5–20 раз более распространены, чем трояны Юпитера , в зависимости от их альбедо. [2] Может быть относительно меньше мелких троянов Нептуна, что может быть связано с тем, что они легче фрагментируются. [2] Предполагается, что крупные трояны L 5 столь же распространены, как и крупные трояны L 4. [7]

(612243) 2001 QR 322 и 2008 LC 18 демонстрируют значительную динамическую нестабильность. [11] Это означает, что они могли быть захвачены после планетарной миграции, но также могут быть долгосрочным членом, который не является идеально динамически стабильным. [11]

По состоянию на сентябрь 2023 года известно о 31 трояне Нептуна, из которых 27 вращаются около Солнца – точки Лагранжа Нептуна L 4 в 60° впереди Нептуна, [1] 4 вращаются около области L 5 Нептуна в 60° позади Нептуна, а один вращается с противоположной стороны Нептуна ( L 3 ), но часто меняет местоположение относительно Нептуна на L4 и L5. [1] Они перечислены в следующей таблице. Она составлена ​​на основе списка троянов Нептуна, поддерживаемого Центром малых планет МАС [1], и с диаметрами из статьи Шеппарда и Трухильо о 2008 LC 18 , [7] , если не указано иное.

(613100) 2005 TN 74 [23] и (309239) 2007 RW 10 [24] считались троянцами Нептуна на момент их открытия, но дальнейшие наблюдения опровергли их принадлежность. В настоящее время считается, что 2005 TN 74 находится в резонансе 3:5 с Нептуном. [25] (309239) 2007 RW 10 в настоящее время следует по квазиспутниковой петле вокруг Нептуна. [26]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ После пояса астероидов , троянцы Юпитера , транснептуновые объекты и троянцы Марса .
  2. ^ предполагая, что альбедо равно 0,05

Ссылки

  1. ^ abcde "Список троянцев Нептуна". Minor Planet Center. Архивировано из оригинала 2012-05-25 . Получено 2012-08-09 .
  2. ^ abcdefghijklmno Шеппард, Скотт С.; Трухильо, Чедвик А. (июнь 2006 г.). «Густое облако троянцев Нептуна и их цвета» (PDF) . Science . 313 (5786): 511–514. Bibcode :2006Sci...313..511S. doi :10.1126/science.1127173. PMID  16778021. S2CID  35721399. Архивировано (PDF) из оригинала 2010-07-16 . Получено 2008-02-26 .
  3. ^ Jewitt, David C.; Trujillo, Chadwick A.; Luu, Jane X. (2000). «Популяция и распределение размеров малых троянских астероидов-гигантов». The Astronomical Journal . 120 (2): 1140–7. arXiv : astro-ph/0004117 . Bibcode : 2000AJ....120.1140J. doi : 10.1086/301453. S2CID  119450236.
  4. ^ EI Chiang и Y. Lithwick Троянцы Нептуна как испытательный стенд для формирования планет , The Astrophysical Journal, 628 , стр. 520–532 Препринт
  5. ^ Дэвид Пауэлл (30 января 2007 г.). «У Нептуна могут быть тысячи эскортов». Space.com. Архивировано из оригинала 15 августа 2008 г. Получено 08.03.2007 г.
  6. ^ ab Скотт С. Шеппард (2010-08-12). "Троянский астероид найден в зоне гравитационной стабильности Нептуна". Институт Карнеги в Вашингтоне. Архивировано из оригинала 2010-08-15 . Получено 2007-12-28 .
  7. ^ abcdefghi Шеппард, Скотт С. ; Трухильо, Чедвик А. (2010-08-12). "Обнаружение отстающего (L5) трояна Нептуна". Science . 329 (5997). AAAS : 1304. Bibcode :2010Sci...329.1304S. doi : 10.1126/science.1189666 . PMID  20705814. S2CID  7657932.
  8. ^ Паркер, Алекс (2012-10-09). «Граждане «Охотники за льдом» помогают найти цель «Нептун Троян» для New Horizons». www.planetary.org/blogs . Планетарное общество . Архивировано из оригинала 2012-11-01 . Получено 2012-10-09 .
  9. ^ Стерн, Алан (1 мая 2006 г.). «Где ракета Centaur?». Точка зрения частного детектива . Johns Hopkins APL. Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 г. Получено 11 июня 2006 г.
  10. ↑ Паркер, Алекс (30 апреля 2013 г.). «2011 HM102: новый спутник Нептуна». Планетарное общество . Архивировано из оригинала 9 октября 2014 г. Получено 7 октября 2014 г.
  11. ^ abcdef Хорнер, Дж., Лайкавка, П. С., Баннистер, М. Т., и Фрэнсис, П. 2008 LC18: потенциально нестабильный троянец Нептуна Принято для публикации в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества
  12. ^ Александерсен, М.; Глэдман, Б.; Гринстрит, С.; Кавелаарс, Дж. Дж.; Пети, Дж. -М.; Гвин, С. (2013). «Уранский троянец и частота временных гигантских планетных ко-орбиталей». Science . 341 (6149): 994–997. arXiv : 1303.5774 . Bibcode :2013Sci...341..994A. doi :10.1126/science.1238072. PMID  23990557. S2CID  39044607.
  13. ^ Кортенкамп, Стивен Дж.; Малхотра, Рену; Миченко, Татьяна (2004). «Выживание троянских спутников Нептуна во время миграции первичной планеты». Icarus . 167 (2): 347–359. arXiv : astro-ph/0305572 . Bibcode :2004Icar..167..347K. doi :10.1016/j.icarus.2003.09.021. S2CID  2046901.
  14. ^ Nesvorný, David; Vokrouhlický, David (2009). «Хаотический захват троянцев Нептуна». The Astronomical Journal . 137 (6): 5003–5011. Bibcode : 2009AJ....137.5003N. CiteSeerX 10.1.1.693.4387 . doi : 10.1088/0004-6256/137/6/5003. S2CID  54186674. 
  15. ^ Гомес, Р.; Несворни, Д. (2016). «Формирование троянцев Нептуна во время планетарной нестабильности и миграции». Астрономия и астрофизика . 592 : A146. Bibcode : 2016A&A...592A.146G. doi : 10.1051/0004-6361/201527757 .
  16. ^ Паркер, Алекс (2015). «Внутреннее распределение троянских орбит Нептуна: последствия для первичного диска и миграции планет». Icarus . 247 : 112–125. arXiv : 1409.6735 . Bibcode :2015Icar..247..112P. doi :10.1016/j.icarus.2014.09.043. S2CID  119203006.
  17. ^ Болин, BT; Фремлинг, C.; Морбиделли, A.; Нолл, KS; ван Рустель, J.; Дейберт, EK; и др. (февраль 2023 г.). «Keck, gemini и palomar 200-inch visible photometry of red and very-red neptunian trojans». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters . 521 (1): L29–L33. arXiv : 2302.04280 . doi : 10.1093/mnrasl/slad018 .
  18. ^ Ticha, J.; et al. (10 апреля 2018 г.). "DIVISION F / Working Group for Small Body Nomenclature Working Group for Small Body Nomenclature. THE TRIENNIAL REPORT (2015 Sept 1 - 2018 Feb 15)" (PDF) . IAU . Получено 25 августа 2018 г. .
  19. ^ "385571 Otrera (2004 UP10)". Minor Planet Center . 30 ноября 2015 г. Получено 4 августа 2017 г.
  20. ^ "385695 Clete (2005 TO74)". Minor Planet Center . 18 мая 2019 г. Получено 10 июня 2019 г.
  21. ^ ab "Преобразование абсолютной величины в диаметр". www.physics.sfasu.edu . Архивировано из оригинала 23 марта 2010 г. Получено 29 апреля 2018 г.
  22. ^ Гердес, Д.В.; Дженнингс, Р.Дж.; Бернштейн, генеральный менеджер; Сако, М.; Адамс, Ф.; Гольдштейн, Д.; Кесслер, Р.; Эбботт, Т.; Абдалла, ФБ; Аллам, С.; Бенуа-Леви, А.; Бертен, Э.; Брукс, Д.; Бакли-Гир, Э .; Берк, Д.Л.; Капоцци, Д.; Роселл, А. Карнеро; Добрый, мсье Карраско; Карретеро, Дж.; Кунья, CE; Д'Андреа, CB; да Коста, LN; ДеПой, Д.Л.; Десаи, С.; Дитрих, JP; Доэль, П.; Эйфлер, Т.Ф.; Нето, А. Фаусти; Флаугер, Б .; Фриман, Дж.; Газтанага, Э.; Грюн, Д.; Грюндль, РА; Гутьеррес, Г.; Хонсейд, К.; Джеймс, диджей; Куэн, К.; Куропаткин Н.; Лахав, О.; Ли, Т.С.; Майя, Маг; Марш, М.; Мартини, П.; Миллер, CJ; Микель, Р.; Никол, RC; Норд, Б.; Огандо, Р.; Плазас, АА; Ромер, АК; Рудман, А.; Санчес, Э.; Сантьяго, Б.; Шубнелл, М.; Севилья-Ноарбе, И.; Смит, Р.К.; Соареш-Сантос, М .; Собрейра, Ф.; Сучита, Э.; Суонсон, MEC; Тарле, Г.; Талер, Дж.; Уокер, Арканзас; Вестер, В.; Чжан Ю. (28 января 2016 г.). «Наблюдение двух новых троянцев L4 Neptune в полях сверхновых Dark Energy Survey». The Astronomical Journal . 151 (2): 39. arXiv : 1507.05177 . Bibcode :2016AJ....151...39G. doi : 10.3847/0004 -6256/151/2/39 . S2CID  55326461.
  23. ^ MPEC 2005-U97: 2005 TN74, 2005 TO74 Центр малых планет
  24. ^ "Distant EKOs, 55". Архивировано из оригинала 2013-05-25 . Получено 2012-07-24 .
  25. ^ "Орбита и астрометрия для 05TN74". www.boulder.swri.edu . Архивировано из оригинала 29 апреля 2018 года . Получено 29 апреля 2018 года .
  26. ^ де ла Фуэнте Маркос; де ла Фуэнте Маркос (2012). «(309239) 2007 RW10: большой временный квазиспутник Нептуна». Письма по астрономии и астрофизике . 545 : Л9. arXiv : 1209.1577 . Бибкод : 2012A&A...545L...9D. дои : 10.1051/0004-6361/201219931. S2CID  118374080.

Внешние ссылки