Резонансные транснептуновые объекты - транснептуновые объекты (ТНО), чьи орбиты находятся в орбитальном резонансе с
Нептуном, как соотношение небольших целых чисел (1:2, 2:3, 2:5 и т. д.). Резонансные объекты относятся к поясу Койпера либо к более удалённому
рассеянному диску.
Собственное название имеют группы объектов со следующими резонансами орбит:
-
1:1 - Троянские астероиды. Находятся в точках Лагранжа L
4 и L
5 орбиты Нептуна.
-
2:3 - Плутино. Карликовая планета Плутон является крупнейшим объектом в данной группе. От неё и произошло название.
-
1:2 - Тутино. Их орбита часто считается границей Пояса Койпера.
|
На диаграмме указано расположение известных ТНО (с большой полуосью до 70 а. е.), относительно орбит планет и кентавров. Резонансные
объекты отмечены красным цветом. Орбитальные резонансы с Нептуном отмечены вертикальными линиями; 1:1 - орбита Нептуна и его Троянских
астероидов, 2:3 - Плутино (включая Плутон), остальные линии указывают на менее многочисленные резонансные объекты. Обозначения
2:3 и 3:2 относится к одним и тем же объектам и не создаёт путаницы, так как у ТНО период обращения всегда больше, чем у Нептуна.
Любое из двух обозначений говорит о том, что Плутино завершает два оборота вокруг Солнца, пока Нептун завершает три.
|
ПОЯС КОЙПЕРА: РЕЗОНАНСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
|
Детальные исследования объектов, находящихся в резонасе с орбитой Нептуна, показали, что границы резонансных орбит
весьма узки, и что тело должно обладать определённым количеством энергии (не больше и не меньше), чтобы удерживаться в этих границах.
Достаточно небольшого отклонения большой полуоси объекта от этих границ, чтобы орбита вышла из резонанса.
По мере открытия ТНО было замечено, что количество объектов, находящихся в резонансе 2:3 с Нептуном, не случайно, оно
превышает 10% от общего их числа. В настоящее время предполагается, что эти объекты были собраны с более далёких орбит в результате миграции
Нептуна.
До открытия первого ТНО выдвигалось предположение, что взаимодействие между планетами-гигантами и массивным диском из
маломассивных объектов заставит (путем обмена моментом импульса) большую полуось орбиты Юпитера уменьшиться, а полуоси орбит Сатурна, Урана
и особенно Нептуна увеличиться. За это относительно короткое время Нептун захватит в резонанс объекты со случайно распределенных
гелиоцентрических орбит.
Резонансные орбиты
-
Резонанс 2:3 (Плутино, период обращения около 250 лет)
На настоящий момент больше всего ТНО найдено на орбите с резонансом 2:3, на расстоянии около 39,4 а. е.
Объекты на данной орбите называют плутино, по имени первого обнаруженного и крупнейшего из них - Плутона.
За время двух оборотов плутино вокруг Солнца Нептун делает три оборота. Термин "плутино" характеризует только орбиту тела
и не имеет отношения к другим его характеристикам.
Орбитальный резонанс с Нептуном означает, что периоды обращения плутино вокруг Солнца составляют около полутора
периодов обращения Нептуна, то есть 1,5*164,79 года это примерно 247 лет. Из третьего закона Кеплера, связывающего большую полуось орбиты
и период обращения тела соотношением a ≈ T
2/3, следует, что большие полуоси орбит плутино тоже фиксированы
(около 39 а.е.)
Плутино образуют внутреннюю часть пояса Койпера и составляют около четверти известных его объектов. Плутино образуют
крупнейший класс резонансных транснептуновых объектов (то есть объектов, чья орбита находится в резонансе с Нептуном).
|
Движение объекта Орк с периодом, равным орбитальному периоду Нептуна.
|
ПОЯС КОЙПЕРА: РЕЗОНАНСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
|
Помимо самого Плутона и его спутника Харона, первый плутино, 1993 RO, был открыт 16 сентября 1993 года.
Наиболее примечательные плутино: (90482) Орк, (84922) 2003 VS
2, (208996) 2003 AZ
84, (28978)
Иксион, (38628) Гуйа.
-
Резонанс 3:5 (период обращения около 275 лет)
На октябрь 2008 г. известно 10 таких объектов с большой полуосью 42,3 а.е., среди которых: (126154) 2001 YH
140,
(15809) 1994 JS, (143751) 2003 US
292.
|
Сравнение ТНО с Землей, Луной, Меркурием (+Тритон, Церера, Веста)
|
ПОЯС КОЙПЕРА: РЕЗОНАНСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
|
-
Резонанс 4:7 (период обращения около 290 лет)
Важная группа объектов (на октябрь 2008 г. открыто 20) с орбитой 43,7 а.е. (в центре популяции кьюбивано). Объекты имеют
небольшие размеры (с одним исключением, М>6) и в основном эллиптическую орбиту.
Объекты с известными орбитами: 1999 CD
158 (самый крупный), (119956) 2002 PA
149, (119070) 2001 KP
77,
(118378) 1999 HT
11, (118698) 2000 OY
51
-
Резонанс 1:2 (Тутино, период обращения около 330 лет)
Орбита этих объектов находится на расстоянии 47,8 а. е. от Солнца и обычно считается границей Пояса Койпера. Объекты на данной орбите
называют «тутино». Их наклонение не превышает 15°, а экцентриситеты довольно умеренные (от 0,1 до 0,3). Не все объекты данного типа появились
из планетезимали, которая была выброшен на данную орбиту миграцией Нептуна.
Объектов типа Тутино намного меньше, чем Плутино. Это объясняется тем, что резонанс 1:2 менее стабилен, чем 2:3; только 15%
тутино сумели остаться на своей орбите за последние 4 млрд лет, по сравнению с 28% плутино. Возможно, что первоначально тутино было не меньше, чем
плутино, но со временем большинство из них перешли на другие орбиты.
Среди тутино с известными орбитами числятся: (119979) 2002 WC
19, (26308) 1998 SM
165, (137295) 1999 RB
216,
(20161) 1996 TR
66, (130391) 2000 JG
81
-
Резонанс 2:5 (период обращения около 410 лет)
Среди объектов с известными орбитами в 55,4 а. е. числятся: (84522) 2002 TC
302, (143707) 2003 UY
117, (119068) 2001 KC
77,
(135571) 2002 GG
32, (69988) 1998 WA
31
|
Резонансные объекты отмечены красным
|
ПОЯС КОЙПЕРА: РЕЗОНАНСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
|
-
Другие резонансы
Группы с другими резонансами орбит включают в себя небольшое количество объектов. Вот некоторые из них:
4:5 (35,0 а. е., около 205 лет) (131697) 2001 XH
255
3:4 (36,5 а. е., около 220 лет) (143685) 2003 SS
317, (15836) 1995 DA
2
5:9 (44,5 а. е., около 295 лет) 2002 GD
32
4:9 (52,0 а. е., около 370 лет) (42301) 2001 UR
163, (182397) 2001 QW
297
3:7 (53,0 а. е., около 385 лет) (131696) 2001 XT
254, (95625) 2002 GX
32, (183964) 2004 DJ
71
5:12 (55,0 а. е., около 395 лет) (79978) 1999 CC
158, (119878) 2001 CY
224 (Вероятность резонанса по Емельяненко 84%)
3:8 (57,0 а. е., около 440 лет) (82075) 2000 YW
134 (Вероятность резонанса по Емельяненко 84%)
2:7 (70,0 а. е., около 580 лет) 2006 HX
122 (Приблизительная орбита не исключает резонанс 2:7)
Найдено несколько объектов с простыми, хоть и далёкими резонансами
1:3 (62,5 а. е., около 495 лет) (136120) 2003 LG
7
1:4 (76,0 а. е., около 660 лет) 2003 LA
7
1:5 (88,0 а. е., около 820 лет) 2003 YQ
179
|
Номинальная 7:12 либрация Хаумеа. Переход из красного в зелёный - точки пересечения эклиптики.
|
ПОЯС КОЙПЕРА: РЕЗОНАНСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
|
Резонансы далёких объектов и карликовых планет пока не доказаны, но вероятны:
7:12 (43,0 а. е., около 283 лет) Хаумеа (большая вероятность резонанса орбиты)
6:11 (45,0 а. е., около 302 лет) Макемаке ((182294) 2001 KU
76 вероятно находится в резонансе 6:11)
3:10 (67,0 а. е., около 549 лет) (225088) 2007 OR
10 (вычисление основано на приблизительной орбите)
5:17 (67,0 а. е., около 560 лет) Эрида (похожая орбита найдена у 2007 OR
10)
Материалы и фото: www.minorplanetcenter.net, ru.wikipedia.org, www.nasa.gov и др.