stringtranslate.com

Седноидный

Орбиты трех известных седноидов с круговой орбитой Нептуна в 30 а.е. показаны синим цветом.
Видимые величины трех известных седноидов.
Изображение открытия Седны , одноименного и первого известного седноида

Седноид — это транснептуновый объект с большой полуосью и высоким перигелием , похожим на орбиту карликовой планеты Седна . Среди астрономов сложилось общее мнение, что из этой популяции известны только три объекта: Седна, 2012 VP 113 и 541132 Leleākūhonua ( 2015 TG 387 ). [1] Все три имеют перигелий больше60 а.е. [ 2] Эти объекты лежат за пределами, по-видимому, почти пустого промежутка в Солнечной системе и не имеют существенного взаимодействия с планетами. Обычно их группируют с отдельными объектами . Некоторые астрономы [3] считают седноиды объектами Внутреннего облака Оорта (IOC) , хотя изначально предполагалось, что внутреннее облако Оорта , или облако Хиллса, находится за пределами 2000 а.е., за афелием трех известных седноидов.

Одной из попыток дать точное определение седноида является определение любого тела с перигелием больше, чем50 а.е. и большая полуось больше150 а.е. [ 4] [5] Однако это определение применимо к таким объектам, как 2013 SY 99 и 2021 RR 205 , [6] которые имеют перигелий за пределами 50 а.е. и большую полуось более 700 а.е. Несмотря на это, считается, что эти объекты не принадлежат к седноидам, а скорее к тому же динамическому классу, что и 474640 Alicanto , 2014 SR 349 ​​и 2010 GB 174. [ 7] [1]

Седноиды отличаются от объектов с высоким перигелием и умеренным эксцентриситетом, которые находятся в устойчивом резонансе с Нептуном, а именно: 2015 KQ 174 , 2015 FJ 345 , (612911) 2004 XR 190 («Баффи»), (690420) 2014 FC 72 и 2014 FZ 71. [8 ]

Необъяснимые орбиты

Орбиты седноидов не могут быть объяснены возмущениями от гигантских планет [9] или взаимодействием с галактическими приливами [4] . Если они сформировались в своих нынешних местоположениях , их орбиты изначально должны были быть круговыми; в противном случае аккреция (слияние меньших тел в более крупные) была бы невозможна, поскольку большие относительные скорости между планетезималями были бы слишком разрушительными. [10] Их нынешние эллиптические орбиты можно объяснить несколькими гипотезами:

  1. Орбиты и перигелийные расстояния этих объектов могли быть «подняты» из-за прохождения близлежащей звезды, когда Солнце все еще находилось в скоплении звезд, в котором оно родилось . [11] [12]
  2. Они могли быть запечатлены вблизи пролетающих звезд, скорее всего, в скоплении, где зародилось Солнце. [9] [13]
  3. Их орбиты могли быть нарушены пока неизвестным телом планетарного размера за пределами пояса Койпера, таким как предполагаемая Девятая Планета . [14] [15]
  4. Их перигелийные расстояния могли быть «подняты» временно присутствовавшей в ранней Солнечной системе планетой-изгоем . [16] [17]

Известные члены

Орбиты и положения трех известных седноидов (отмечены розовым цветом) и различных других экстремальных транснептуновых объектов по состоянию на 2021 год.

Первые три известных седноида, как и все более удаленные объекты (объекты с большой полуосью > 150 а.е. и перигелием > 30 а.е.; орбита Нептуна ), имеют схожую ориентацию ( аргумент перигелия ) ≈ 0° (338° ± 38° ). Это не связано с предвзятостью наблюдений и является неожиданным, поскольку взаимодействие с гигантскими планетами должно было рандомизировать их аргументы перигелия (ω), [4] с периодами прецессии от 40 до 650 млн лет и 1,5 млрд лет для Седны. [13] Это говорит о том, что один [4] или более [21] неоткрытых массивных возмущающих факторов могут существовать во внешней Солнечной системе. Суперземля в 250 а.е. заставила бы эти объекты совершать либрацию вокруг ω =0° ± 60° в течение миллиардов лет. Существует множество возможных конфигураций, и сверхземля с низким альбедо на таком расстоянии имела бы видимую величину ниже текущих пределов обнаружения всего обзора неба. Эта гипотетическая сверхземля была названа Планетой Девять . Более крупные, более удаленные возмущающие факторы также были бы слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить. [4]

По состоянию на 2016 год [ требуется обновление ] 27 известных объектов имеют большую полуось более 150 а.е., перигелий за Нептуном, аргумент перигелия340° ± 55° и дуга наблюдения более 1 года. [22] 2013 SY 99 , 2014 ST 373 , 2015 FJ 345 , (612911) 2004 XR 190 , (690420) 2014 FC 72 и 2014 FZ 71 находятся вблизи предела перигелия 50 а.е., но не считаются седноидами.

1 октября 2018 года Leleākūhonua , тогда известный как 2015 TG 387 , был объявлен с перигелием 65 а. е. и большой полуосью 1094 а. е. С афелием более 2100 а. е. объект находится дальше, чем Седна .

В конце 2015 года на конференции Отдела планетарных наук V774104 был объявлен еще одним кандидатом на седноид, но его дуга наблюдения была слишком короткой, чтобы определить, находится ли его перигелий вообще вне влияния Нептуна. [23] Разговор о V774104, вероятно, имел в виду Лелеакухонуа ( 2015 TG 387 ), хотя V774104 является внутренним обозначением для неседноида 2015 TH 367 .

Седноиды могут представлять собой настоящий динамический класс, но они могут иметь гетерогенное происхождение; спектральный наклон 2012 VP 113 сильно отличается от такового у Седны. [24]

Малена Райс и Грегори Лафлин применили алгоритм поиска целенаправленного сдвига-стекинга для анализа данных из секторов TESS 18 и 19 в поисках кандидатов на внешние объекты Солнечной системы. [25] Их поиск восстановил известные объекты, такие как Седна, и выдал 17 новых кандидатов на внешние тела Солнечной системы, расположенных на геоцентрических расстояниях в диапазоне 80–200 а. е., для подтверждения которых необходимы последующие наблюдения с помощью наземных телескопов. Ранние результаты исследования с помощью телескопа Уильяма Гершеля, направленного на восстановление этих далеких кандидатов на TNO, не подтвердили двух из них. [26] [27]

Теоретическая численность населения

Каждый из предложенных механизмов экстремальной орбиты Седны оставил бы отчетливый след в структуре и динамике любой более широкой популяции. Если бы за это отвечала транснептуновая планета, все такие объекты разделили бы примерно один и тот же перигелий (≈80 а.е.). Если бы Седна была захвачена из другой планетной системы, которая вращалась в том же направлении, что и Солнечная система, то все ее население имело бы орбиты с относительно низким наклоном и имело бы большие полуоси в диапазоне от 100 до 500 а.е. Если бы она вращалась в противоположном направлении, то образовались бы две популяции, одна с низким, а другая с высоким наклоном. Возмущения от проходящих звезд привели бы к широкому разнообразию перигелиев и наклонов, каждое из которых зависело бы от количества и угла таких встреч. [28]

Получение большего количества таких объектов, следовательно, поможет определить, какой сценарий наиболее вероятен. [29] «Я называю Седну ископаемой летописью самой ранней Солнечной системы», — сказал Браун в 2006 году. «В конце концов, когда будут найдены другие ископаемые летописи, Седна поможет нам узнать, как образовалось Солнце и сколько звезд было близко к Солнцу, когда оно образовалось». [30] Исследование 2007–2008 годов, проведенное Брауном, Рабиновичем и Швамбом, попыталось найти еще одного члена гипотетической популяции Седны. Хотя исследование было чувствительным к перемещению на расстояние до 1000 а.е. и обнаружило вероятную карликовую планету Гунгонг , оно не обнаружило новых седноидов. [29] Последующее моделирование, включающее новые данные, показало, что в этом регионе, вероятно, существует около 40 объектов размером с Седну, причем самый яркий из них имеет величину около величины Эриды ( −1,0). [29 ]

После открытия Лелеакухонуа Шеппард и др. пришли к выводу, что оно подразумевает наличие около 2 миллионов объектов Внутреннего облака Оорта размером более 40 км, с общей массой в диапазоне1 × 10 22  кг , что примерно равно массе Плутона и в несколько раз превышает массу пояса астероидов . [31]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Huang, Yukun; Gladman, Brett (февраль 2024 г.). «Первичное орбитальное выравнивание седноидов». The Astrophysical Journal Letters . 962 (2): 6. arXiv : 2310.20614 . Bibcode : 2024ApJ...962L..33H. doi : 10.3847/2041-8213/ad2686 . L33.
  2. ^ ab "JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) и q > 50 (AU) и диапазон данных > 365 (d)". JPL Solar System Dynamics . Получено 2014-10-15 .
  3. ^ Шеппард, Скотт С. «За пределами Солнечной системы: население внутреннего облака Оорта». Департамент земного магнетизма, Институт науки Карнеги . Получено 17 апреля 2014 г.
  4. ^ abcde Трухильо, Чедвик А. ; Шеппард, Скотт С. (2014). "Тело, похожее на Седну, с перигелием 80 астрономических единиц" (PDF) . Nature . 507 (7493): 471–474. Bibcode :2014Natur.507..471T. doi :10.1038/nature13156. PMID  24670765. S2CID  4393431. Архивировано (PDF) из оригинала 2014-12-16.
  5. ^ Шеппард, Скотт С. «Известные экстремальные внешние объекты Солнечной системы». Отдел земного магнетизма, Институт науки Карнеги . Получено 17 апреля 2014 г.
  6. ^ Шеппард, Скотт С. «Открытия малых тел Скотта Шеппарда». Лаборатория Земли и планет . Институт науки Карнеги . Получено 10 октября 2022 г.
  7. ^ Баннистер, Мишель; Шенкман, Кори; Волк, Кэтрин (2017). "OSSOS: V. Диффузия на орбите объекта Солнечной системы с высоким перигелием". The Astronomical Journal . 153 (6): 262. arXiv : 1704.01952 . Bibcode : 2017AJ....153..262B. doi : 10.3847/1538-3881/aa6db5 . S2CID  3502267.
  8. ^ Шеппард, Скотт С.; Трухильо, Чедвик; Толен, Дэвид Дж. (июль 2016 г.). «За пределами пояса Койпера: новые транснептуновые объекты с высоким перигелием и умеренными большими полуосями и эксцентриситетами». Письма в Astrophysical Journal . 825 (1). L13. arXiv : 1606.02294 . Bibcode : 2016ApJ...825L..13S. doi : 10.3847/2041-8205/825/1/L13 . S2CID  118630570.
  9. ^ ab Brown, Michael E. ; Trujillo, Chadwick A.; Rabinowitz, David L. (2004). "Открытие кандидата во внутреннее облако Оорта планетоида" (PDF) . Astrophysical Journal . 617 (1): 645–649. arXiv : astro-ph/0404456 . Bibcode :2004ApJ...617..645B. doi :10.1086/422095. S2CID  7738201. Архивировано из оригинала (PDF) 27-06-2006 . Получено 02-04-2008 .
  10. ^ Шеппард, Скотт С.; Джуитт, Дэвид (2005). «Малые тела во внешней Солнечной системе» (PDF) . Симпозиум Фрэнка Н. Баша . Техасский университет в Остине . Получено 25.03.2008 .
  11. ^ Морбиделли, Алессандро ; Левисон, Гарольд (2004). «Сценарии происхождения орбит транснептуновых объектов 2000 CR 105 и 2003 VB 12 (Седна)». Astronomical Journal . 128 (5): 2564–2576. arXiv : astro-ph/0403358 . Bibcode : 2004AJ....128.2564M. doi : 10.1086/424617. S2CID  119486916.
  12. ^ Пфальцнер, Сюзанна; Бхандаре, Асмита; Винке, Кирстен; Ласерда, Педро (09.08.2018). «Внешняя Солнечная система, возможно, сформирована пролетом звезды». The Astrophysical Journal . 863 (1): 45. arXiv : 1807.02960 . Bibcode :2018ApJ...863...45P. doi : 10.3847/1538-4357/aad23c . ISSN  1538-4357. S2CID  119197960.
  13. ^ ab Jílková, Lucie; Portegies Zwart, Simon; Pijloo, Tjibaria; Hammer, Michael (2015). «Как Седна и семья были запечатлены в тесном контакте с солнечным братом». MNRAS . 453 (3): 3158–3163. arXiv : 1506.03105 . Bibcode :2015MNRAS.453.3157J. doi : 10.1093/mnras/stv1803 .
  14. ^ Гомес, Родни С.; Матезе, Джон Дж.; Лиссауэр, Джек Дж. (2006). «Отдалённый солнечный компаньон планетарной массы мог произвести отдалённые отдельные объекты». Icarus . 184 (2): 589–601. Bibcode :2006Icar..184..589G. doi :10.1016/j.icarus.2006.05.026.
  15. ^ Lykawka, Patryk S.; Mukai, Tadashi (2008). «Внешняя планета за Плутоном и происхождение транснептунового пояса». Astronomical Journal . 135 (4): 1161–1200. arXiv : 0712.2198 . Bibcode : 2008AJ....135.1161L. doi : 10.1088/0004-6256/135/4/1161. S2CID  118414447.
  16. ^ Глэдман, Бретт; Чан, Коллин (2006-06-01). «Производство расширенного рассеянного диска планетами-изгоями». The Astrophysical Journal . 643 (2): L135–L138. Bibcode : 2006ApJ...643L.135G. doi : 10.1086/505214. ISSN  0004-637X.
  17. ^ Хуан 黄, Юкун 宇坤; Глэдман, Бретт (2024-02-01). "Первичное орбитальное выравнивание седноидов". The Astrophysical Journal Letters . 962 (2): L33. arXiv : 2310.20614 . Bibcode : 2024ApJ...962L..33H. doi : 10.3847/2041-8213/ad2686 . ISSN  2041-8205.
  18. ^ "Список MPC q > 50 и a > 150". Minor Planet Center . Получено 1 октября 2018 г.
  19. ^ Lakdawalla, Emily (26 марта 2014 г.). «Вторая Седна! Что это значит?». Блоги Planetary Society . Планетарное общество . Получено 12 июня 2019 г.
  20. ^ Buie, Marc W.; Leiva, Rodrigo; Keller, John M.; Desmars, Josselin; Sicardy, Bruno; Kavelaars, JJ; et al. (апрель 2020 г.). "Одиночное затмение звезды экстремальным транснептуновым объектом (541132) Leleākūhonua". The Astronomical Journal . 159 (5): 230. arXiv : 2011.03889 . Bibcode : 2020AJ....159..230B. doi : 10.3847/1538-3881/ab8630 . S2CID  219039999. 230.
  21. ^ de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl (1 сентября 2014 г.). «Экстремальные транснептуновые объекты и механизм Козаи: сигнализация присутствия трансплутоновых планет». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters . 443 (1): L59–L63. arXiv : 1406.0715 . Bibcode :2014MNRAS.443L..59D. doi : 10.1093/mnrasl/slu084 .
  22. ^ "JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) и q > 30 (AU) и диапазон данных-дуги > 365 (d)". JPL Solar System Dynamics . Получено 2016-02-08 .
  23. ^ Витце, Александра (10.11.2015). «Астрономы обнаружили самый далекий объект Солнечной системы». Nature News . doi :10.1038/nature.2015.18770. S2CID  123763943.
  24. ^ де Леон, Хулия; де ла Фуэнте Маркос, Карлос; де ла Фуэнте Маркос, Рауль (май 2017 г.). «Видимые спектры (474640) 2004 VN112-2013 RF98 с OSIRIS на 10,4 м GTC: доказательства двойной диссоциации вблизи афелия среди экстремальных транснептуновых объектов». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters . 467 (1): L66–L70. arXiv : 1701.02534 . Bibcode : 2017MNRAS.467L..66D. doi : 10.1093/mnrasl/slx003 .
  25. ^ Райс, Малена; Лафлин, Грегори (декабрь 2020 г.). «Исследование транснептунового пространства с помощью TESS: целенаправленный поиск девятой планеты и далеких транснептуновых объектов в галактической плоскости методом сдвигового стекирования». The Planetary Science Journal . 1 (3): 81 (18 стр.). arXiv : 2010.13791 . Bibcode : 2020PSJ.....1...81R. doi : 10.3847/PSJ/abc42c . S2CID  225075671.
  26. ^ де ла Фуэнте Маркос, Карлос; де ла Фуэнте Маркос, Рауль; Вадувеску, Овидиу; Станеску, Малин (июнь 2022 г.). «Изучены далекие транснептуновые кандидаты на объекты из миссии TESS НАСА: слабее, чем прогнозировалось, или ложные срабатывания?». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters . 513 (1): L78–L82. arXiv : 2204.02230 . Bibcode : 2022MNRAS.513L..78D. doi : 10.1093/mnrasl/slac036 .
  27. ^ «Кандидаты в далекие транснептуновые объекты: слабее предсказанных или ложные срабатывания?». 20 мая 2022 г.
  28. ^ Швамб, Меган Э. (2007). «В поисках сестер Седны: исследование внутреннего облака Оорта» (PDF) . Нет . Калтех. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-05-12 . Получено 2010-08-06 .
  29. ^ abc Schwamb, Megan E.; Brown, Michael E.; Rabinowitz, David L. (2009). «Поиск далеких тел Солнечной системы в районе Седны». The Astrophysical Journal Letters . 694 (1): L45–L48. arXiv : 0901.4173 . Bibcode : 2009ApJ...694L..45S. doi : 10.1088/0004-637X/694/1/L45. S2CID  15072103.
  30. ^ Фуссман, Кэл (2006). "Человек, который находит планеты". Discover . Архивировано из оригинала 16 июня 2010 года . Получено 22-05-2010 .
  31. ^ Шеппард, Скотт С.; Трухильо, Чедвик А.; Толен, Дэвид Дж.; Кайб, Натан (01.04.2019). "Новый объект трансплутонического внутреннего облака Оорта с высоким перигелием: 2015 TG387". The Astronomical Journal . 157 (4): 139. arXiv : 1810.00013 . Bibcode :2019AJ....157..139S. doi : 10.3847/1538-3881/ab0895 . ISSN  0004-6256. S2CID  119071596.

Внешние ссылки