Обособленный транснептуновый объект

Обособленный транснептуновый объект

10.11.2020

Обособленные транснептуновые объекты (англ. detached objects) — класс объектов Солнечной системы, расположенных за орбитой Нептуна. Эти объекты имеют точки перигелия орбит на значительном расстоянии от Нептуна и не испытывают его гравитационного влияния, и это делает их, по существу, «обособленными» от остальной части солнечной системы.

Таким образом, они существенно отличаются от большинства известных транснептуновых объектов, орбиты которых изменились в той или иной степени до своего текущего состояния благодаря гравитационным возмущениям от сближений с газовыми гигантами, преимущественно Нептуном. Обособленные объекты имеют большие значения перигелия орбит, в отличие от других групп ТНО, в том числе объектов, состоящих в орбитальном резонансе с Нептуном, таких как Плутон, классических объектов пояса Койпера, не состоящих в резонансе, таких как Макемаке, и объектов рассеянного диска, вроде Эриды.

По формальной классификации Глубоким обзором эклиптики, обособленные объекты представляются объектами расширенного рассеянного диска (англ. extended scattered disc objects, E-SDO), далёкими обособленными объектами (англ. distant detached objects, DDO) или продолжением рассеянного диска. Это отражает динамические градации, которые могут существовать между орбитальными параметрами объектов рассеянного диска и обособленными объектами.

По меньшей мере уже девять таких объектов были надёжно определены, из которых наиболее известным является, вероятно, Седна.

Орбиты

Обособленные объекты, как правило, имеют большие орбиты с большим эксцентриситетом с большими полуосями — до нескольких сотен астрономических единиц (а. е., радиус земной орбиты). Такие орбиты не были результатом гравитационного рассеяния газовыми гигантами (в частности, Нептуном). Для объяснения этого феномена был выдвинут ряд объяснений, в том числе взаимодействие с проходящей рядом звездой и влияние далёкой крупной планеты, например, пятого газового гиганта. Классификация, предложенная группой Глубокого обзора эклиптики, вводит формальные различия между ближними объектами рассеянного диска (которые могли быть рассеяны Нептуном) и его отдалёнными объектами (например, (90377) Седна), используя значение критерия Тиссерана, начиная от 3.

После компьютерного моделирования Энн-Мари Мэдиган из Департамента астрофизических и планетарных наук пришла вместе с коллегами к выводу, что странные орбиты обособленных транснептуновых объектов объясняются не существованием Девятой планеты, а коллективной гравитацией, так как более мелкие объекты, движущиеся со стороны Солнца, врезаются в более крупные объекты типа Седны, в результате чего более крупные объекты отталкиваются к окраинам Солнечной системы и изменяются параметры их орбит.

Классификация

Обособленные объекты являются одним из четырёх различных классов ТНО (другие три класса: классические объекты пояса Койпера, резонансные транснептуновые объекты и объекты рассеянного диска). У обособленных объектов перигелий, как правило на расстоянии более 40 а. е., препятствующем сильным взаимодействиям с Нептуном, который имеет практически круговую орбиту радиусом в 30 а. е. Однако нет чётких границ зоны объектов рассеянного диска и зоны обособленных объектов, так как могут существовать транснептуновые объекты в промежуточной области с перигелием на расстоянии между 37 и 40 а. е. Один из таких промежуточных объектов, с хорошо определённой орбитой (120132) 2003 FY128.

Открытие (90377) Седны вместе с несколькими другими объектами такими как (148209) 2000 CR105 и 2004 XR190 (также известным как «Баффи») вынудили начать обсуждение категоризации удалённых объектов, которые также могут быть частью внутреннего облака Оорта или (что более вероятно) переходными объектами между рассеянным диском и внутренней частью облака Оорта.

Хотя Седна официально считается объектом рассеянного диска (MPC), её первооткрыватель Майкл Браун предположил, что, поскольку его перигелий составляет 76 а. е. и слишком далёк от гравитационного воздействия Нептуна, поэтому его следует рассматривать как объект внутреннего облака Оорта, а не частью рассеянного диска. Эта классификация Седны, как отдельного объекта, принимается в последних публикациях.

Таким образом, предполагается, что отсутствие значительного гравитационного взаимодействия с внешними планетами создаёт расширенную внешнюю группу, начинающуюся где-то между Седной (перигелий 76 а.е.) и более традиционными объектами рассеянного диска, вроде Эриды (перигелий 37 а. е.). Эрида указана как объект рассеянного диска Глубоким обзором эклиптики.

Одной из проблем, связанных с этой расширенной категорией, является то, что слабые резонансы могут существовать, и это будет трудно доказать, в связи с хаотическими планетарными возмущениями и отсутствием в настоящее время точного определения орбит этих далёких объектов. Эти объекты имеют орбитальные периоды более 300 лет, и большинство из них наблюдались лишь в течение короткой дуги за пару лет наблюдений. Из-за их большого расстояния и медленного движения на фоне звёзд должны пройти десятилетия, прежде чем удастся достаточно хорошо определить параметры их орбит, чтобы с уверенностью подтвердить или исключить наличие резонанса. Дальнейшее изучение орбит и потенциального резонанса этих объектов поможет понять перемещение планет-гигантов и эволюцию солнечной системы. Например, методы Емельяненко и Киселёва в 2007 году показывают, что многие удалённые объекты могут быть в резонансе с Нептуном. Они показывают наличие 10 % вероятности того, что 2000 CR105 в резонансе 1:20, 38 % — что 2003 QK91 в резонансе 3:10 и 84 % вероятность того, что (82075) 2000 YW34 в резонансе 3:8 с Нептуном. Кандидат в карликовые планеты (145480) 2005 TB190, судя по всему, имеет менее 1 % вероятности резонанса 1:4.

Кандидаты

Здесь приведён список известных объектов, в порядке уменьшения перигелия, которые не могут быть легко рассеяны Нептуном, и поэтому, вероятно, будут обособленными объектами: