Обособленный транснептуновый объект

Транснептуновые объекты на расстоянии более 100 а.е. от Солнца: Объекты рассеянного диска (серые) и обособленные объекты (белые)

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^[1][2].

Таким образом, они существенно отличаются от большинства известных транснептуновых объектов, которые образуют определённый свободный тип населения, орбиты которых испытывают гравитационные возмущения при взаимодействиях с газовыми гигантами, преимущественно Нептуном. Обособленные объекты имеют бо́льшие 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.

Обособленные объекты, представляются объектами расширенного рассеянного диска (англ. extended scattered disc objects, сокр. E-SDO)^[3], далёкими обособленными объектами (англ. Distant Detached Objects, сокр. DDO)^[4] или продолжением рассеянного диска по формальной классификации Глубоким обзором эклиптики^[5]. Это отражают динамические градации, которые могут существовать между орбитальными параметрами объектов рассеянного диска и обособленными объектами.

По меньшей мере уже девять таких объектов были надёжно определены^[6], 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 Нептуна). Для этого были выдвинуты ряд объяснений, в том числе взаимодействие с проходящей рядом звездой^[7] или влиянием далёкой большой планеты^[4]. Классификация, предложенная группой Глубокого обзора эклиптики вводит формальные различия между ближними объектами рассеянного диска (которые могли быть рассеяны Нептуном) и и отдалёнными объектами рассеянного диска (например (90377) Седна), используя значение критерия Тиссерана начиная от 3^[5].

Классификация

Обособленные объекты являются одним из четырёх различных классов ТНО (другие три класса: классические объекты пояса койпера, резонирующие 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.^[6] 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^[2].

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^[8]. Эта классификация Седны, как отдельного объекта, принимается в последних публикациях^[9].

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 традиционных объектов рассеянного диска, вроде Эриды (перигелий 37 а.е.). Эрида указана как объект рассеянного диска Глубоким обзором эклиптики^[10].

Одна из проблем, связанных с этой расширенной категорией, является та, что слабые резонансы могут существовать и будет трудно доказать, в связи с хаотическими планетарными возмущениями и отсутствие 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 [11]. Кандидат в карликовые планеты (145480) 2005 TB₁₉₀, судя по всему, имеет менее 1 % вероятности резонанса 1:4^[11].

Кандидаты

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

Порядковый номер[12]	Название	Диаметр (км)	H	Перигелий (а.е.)	Афелий (а.е.)	Год открытия	Первоткрыватели	Метод расчёта диаметра[13]	Тип
90377	(90377) Седна	1200-1600	1,6	76,1	975,5	2003	Майкл Браун, Чедвик Трухильо, Дэвид Рабинович	Тепловой[14]	Обособленный[15]
	2004 XR190	335-850	4,5	52,3	61,8	2004	Линни Джонс и др.	Предполагается	Обособленный[16][17]
	[18]	Предполагается	Обособленный[19]
145480	2005 TB190	~500	4,7	46,2	106,5	2005	А. Беккер и др..	Предполагается	Обособленный
148209	2000 CR105	~250	6,1	44,3	397	2000	Обсерватория Лоуэлла	Предполагается	Обособленный[16]
	[20]
82075	2000 YW134	~500	4,7	41,0	73,9	2000	Spacewatch	Предполагается	3:8 резонирующий[21]
48639	1995 TL8	~350	5,2	40,0	64,5	1995	A. Глисон	Предполагается	Обособленный
	[22]
	[18]	Предполагается	Обособленный[23]
134210	[24]
	2006 QH181	~765	3,8	37,6	97,0	2006	Серро Тололо[18]	Предполагается	Обособленный или 1:5 резонирующий?[25]
120132	2003 FY128	~440	4,8	37,0	61,7	2003	N.E.A.T.	Предполагается	Обособленный[26]
	[18]	Предполагается	Обособленный[27] или 2:7 резонирующий?[28]
	2010 KZ39	440-980	3.9	39.1	52.5	2010	Анджей Удальский	assumed	detached[29] или классический объект Пояса Эджворта-Койпера[30]

Примечания

1. ↑ P. S. Lykawka; T. Mukai (2008). «An Outer Planet Beyond Pluto and the Origin of the Trans-Neptunian Belt Architecture». Astronomical Journal 135: 1161. DOI:10.1088/0004-6256/135/4/1161. arΧiv:0712.2198.
2. ↑ ^{1 2} D.Jewitt, A.Delsanti The Solar System Beyond The Planets in Solar System Update : Topical and Timely Reviews in Solar System Sciences , Springer-Praxis Ed., ISBN 3-540-26056-0 (2006) Preprint of the article (pdf)
3. ↑ Evidence for an Extended Scattered Disk?
4. ↑ ^{1 2} Rodney S. Gomes (2006). «A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects». Icarus (Elsevier) 184 (2): 589–601. DOI:10.1016/j.icarus.2006.05.026. Bibcode: 2006Icar..184..589G.
5. ↑ ^{1 2} J. L. Elliot, S. D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis, R. L. Millis, Марк В. Буйе, L. H. Wasserman, E. I. Chiang, A. B. Jordan, D. E. Trilling, and K. J. Meech (2006). «The Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population» (preprint). The Astronomical Journal 129.
6. ↑ ^{1 2} Lykawka, Patryk Sofia & Mukai, Tadashi (July 2007). «Dynamical classification of trans-neptunian objects: Probing their origin, evolution, and interrelation». Icarus 189 (1): 213–232. DOI:10.1016/j.icarus.2007.01.001.
7. ↑ Morbidelli, Alessandro (November 2004). «Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR₁₀₅ and 2003 VB₁₂». The Astronomical Journal 128 (5): 2564–2576. DOI:10.1086/424617. Проверено 2008-07-02.
8. ↑ Браун, Майкл Sedna (The coldest most distant place known in the solar system; possibly the first object in the long-hypothesized Oort cloud). California Institute of Technology, Department of Geological Sciences. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 2 июля 2008.
9. ↑ D.Jewitt, A. Moro-Martın, P.Lacerda The Kuiper Belt and Other Debris Disks to appear in Astrophysics in the Next Decade, Springer Verlag (2009). Preprint of the article (pdf)
10. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 136199. SwRI (Space Science Department) (28 декабря 2007). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 25 января 2009.
11. ↑ ^{1 2} Emel’yanenko, V. V (2008). «Resonant motion of trans-Neptunian objects in high-eccentricity orbits». Astronomy Letters 34: 271–279. DOI:10.1007/s11443-008-4007-9. Bibcode: 2008AstL...34..271E. Проверено 2009-01-25.(subscription required)
12. ↑ Objects with a Minor Planets Center designation number have an orbit with more observations taken over a longer period of time, which is therefore better determined and more securely known, than the orbit of objects with only a provisional designation.
13. ↑ «Предполагается» means the albedo of the object is assumed to be 0.04, and the object’s diameter is calculated accordingly.
14. ↑ From measurements made in infrared with the Spitzer Space Telescope.
15. ↑ W.M. Grundy, K.S. Noll and D.C. Stephens (July 2005). «Diverse albedos of small trans-Neptunian objects». Icarus (Elsevier) 176 (1): 184–191. DOI:10.1016/j.icarus.2005.01.007. Проверено 2008-03-22. (arxiv.org)
16. ↑ ^{1 2} E. L. Schaller and M. E. Brown (2007). «Volatile loss and retention on Kuiper belt objects». Astrophysical Journal 659: I.61–I.64. DOI:10.1086/516709. Проверено 2008-04-02. (PDF)
17. ↑ R. L. Allen, B. Gladman (2006). «Discovery of a low-eccentricity, high-inclination Kuiper Belt object at 58 AU». The Astrophysical Journal 640. Discovery paper. Preprint
18. ↑ ^{1 2 3 4} List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 24 октября 2010.
19. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 04VN112. SwRI (Space Science Department) (8 ноября 2007). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 17 июля 2008.
20. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 03UY291. SwRI (Space Science Department) (2 декабря 2005). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 22 января 2009.
21. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 82075. SwRI (Space Science Department) (16 апреля 2004). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 18 июля 2008.
22. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 03QK91. SwRI (Space Science Department) (7 июня 2008). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 27 января 2009.
23. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 03FZ129. SwRI (Space Science Department) (10 июля 2005). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 27 января 2009.
24. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 134210. SwRI (Space Science Department) (30 июля 2006). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 24 января 2009.
25. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 06QH181. SwRI (Space Science Department) (5 марта 2008). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 29 июля 2008.
26. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 120132. SwRI (Space Science Department) (2 апреля 2006). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 22 января 2009.
27. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 06HX122. SwRI (Space Science Department) (16 июля 2007). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 23 января 2009.
28. ↑ MPEC 2008-K28 : 2006 HX122. Minor Planet Center (23 мая 2008). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 30 января 2009.
29. ↑ Марк В. Буйе Orbit Fit and Astrometric record for 10KZ39. SwRI (Space Science Department) (2010-06-16 using 19 of 19 observations over 0.98 years (356 days)). Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 18 августа 2011.
30. ↑ 2010 KZ39. IAU Minor Planet Center. Архивировано из первоисточника 15 июля 2012. Проверено 18 августа 2011.