Klasický objekt Kuiperova pásu - Classical Kuiper belt object

486958 Arrokoth , první klasický objekt Kuiperova pásu navštívený kosmickou lodí .

Dráhy různých cubewanů ve srovnání s oběžnou dráhou Neptunu (modrá) a Pluta (růžová)

Klasický Kuiper objekt pásu , která se také nazývá cubewano ( / ˌ k ju b jsem w ʌ n oʊ / "QB1-o"), je s nízkým výstřednost Kuiper pás objektu (KBO), který obíhá mimo Neptune a není řízen okružní resonance s Neptunem . Cubewanos mají oběžné dráhy s polovysokými osami v rozmezí 40–50  AU a na rozdíl od Pluta nepřekračují dráhu Neptunu. To znamená, že mají oběžné dráhy s nízkou excentricitou a někdy s nízkým sklonem jako klasické planety.

Název „cubewano“ pochází z prvního transneptunského objektu (TNO) nalezeného po Plutu a Charonu , 15760 Albion , který měl do ledna 2018 pouze prozatímní označení (15760) 1992 QB 1 . Podobným předmětům, které byly později nalezeny, se po tomto předmětu často říkalo „QB1-o“ nebo „cubewanos“, ačkoli termín „klasický“ je ve vědecké literatuře mnohem častěji používán.

Mezi objekty identifikované jako cubewanos patří:

• 15760 Albion (aka 1992 QB1 a dal vzniknout výrazu 'Cubewano')
• 136472 Makemake , největší známý cubewano a trpasličí planeta
• 50 000 Quaoar a 20 000 Varuna , každý považován za největší TNO v době objevu
• 19521 Chaos , 58534 loga , 53311 Deucalion , 66652 Borasisi , 88611 Teharonhiawako
• (33001) 1997 CU 29 , (55636) 2002 TX 300 , (55565) 2002 AW 197 , (55637) 2002 UX 25
• 486958 Arrokoth

136108 Haumea byla prozatímně uvedena jako cubewano střediskem Minor Planet Center v roce 2006, ale později bylo zjištěno, že se nachází na rezonanční oběžné dráze.

Oběžné dráhy : „horké“ a „studené“ populace

Semimajorová osa a sklon cubewanos (modrá) ve srovnání s rezonančními TNO (červená).

Existují dvě základní dynamické třídy klasických těles Kuiperova pásu: tělesa s relativně nerušenými („studenými“) oběžnými dráhami a těmi s výrazně narušenými („horkými“) oběžnými drahami.

Většina cubewanů se nachází mezi orbitální rezonancí 2: 3 s Neptunem (osídlenou plutiny ) a rezonancí 1: 2. Například 50 000 Quaoar má téměř kruhovou oběžnou dráhu blízko ekliptiky . Na druhé straně Plutinos má více excentrických drah, které některé z nich přibližují ke Slunci než Neptun .

Většina klasických objektů, takzvaná studená populace , má nízké sklony (<5 ° ) a téměř kruhové dráhy, ležící mezi 42 a 47 AU. Menší populace ( horká populace ) se vyznačuje vysoce nakloněnými, excentrickějšími oběžnými dráhami. Pojmy „horký“ a „studený“ nemají nic společného s povrchovými nebo vnitřními teplotami. Místo toho termíny „horký a“ studený odkazují na oběžné dráhy předmětů, analogicky k částicím v plynu, které zvyšují jejich relativní rychlost, když se zahřívají.

Deep Ecliptic Survey hlásí rozdělení obou populací; jeden se sklonem vycentrovaným na 4,6 ° (pojmenovaný Jádro ) a druhý se sklonem přesahujícím 30 ° ( Halo ).

Rozdělení

Drtivá většina KBO (více než dvě třetiny) má sklony menší než 5 ° a výstřednosti menší než 0,1. Jejich polovysoké osy dávají přednost středu hlavního pásu; menší objekty blízké omezujícím rezonancím byly pravděpodobně zachyceny do rezonance nebo jejich dráhy byly upraveny Neptunem.

Populace „horkých“ a „studených“ se nápadně liší: více než 30% všech cubewanos má nízký sklon, téměř kruhové oběžné dráhy. Parametry oběžných drah plutinosu jsou rovnoměrněji rozloženy, s lokálním maximem v mírných excentricitách v rozsahu 0,15–0,2 a nízkými sklony 5–10 °. Viz také srovnání s objekty rozptýleného disku .

Když se porovnají orbitální excentricity cubewanos a plutinos, je vidět, že cubewanos tvoří jasný 'pás' mimo oběžnou dráhu Neptuna, zatímco plutinos se přibližuje, nebo dokonce překračuje oběžnou dráhu Neptuna. Když se porovnají orbitální sklony, „horké“ cubewanos lze snadno rozlišit podle vyšších sklonů, protože plutinos obvykle udržuje oběžné dráhy pod 20 °. (Pro sklony „horkých“ cubewanos v současné době neexistuje jasné vysvětlení.)

Vlevo: TNO distribuce cubewanos (modrá), rezonančních TNO (červená), SDO (šedá) a sednoidů (žlutá). Vpravo: Porovnání zarovnaných drah (polární a ekliptický pohled) cubewanos, plutinos a Neptun (žlutý).

Studené a horké populace: fyzikální vlastnosti

Kromě odlišných orbitálních charakteristik vykazují tyto dvě populace různé fyzické vlastnosti.

Rozdíl v barvě mezi červeně chladnou populací, jako je 486958 Arrokoth , a heterogennější horkou populací byl pozorován již v roce 2002. Nedávné studie založené na větším souboru dat ukazují mezní sklon 12 ° (místo 5 °) mezi studenou a horkou populací a potvrdit rozdíl mezi homogenní studenou studenou populací a modravou horkou populací.

Dalším rozdílem mezi klasickými objekty s nízkým sklonem (studený) a vysokým sklonem (horký) je pozorovaný počet binárních objektů . Binární soubory jsou na oběžných drahách s nízkým sklonem zcela běžné a jsou to obvykle systémy s podobným jasem. Bináře jsou na oběžných drahách s vysokým sklonem méně obvyklé a jejich složky se obvykle liší jasem. Tato korelace spolu s rozdíly v barvě dále podporují tvrzení, že aktuálně pozorované klasické objekty patří do alespoň dvou různých překrývajících se populací s různými fyzikálními vlastnostmi a orbitální historií.

Směrem k formální definici

Oficiální definice „cubewano“ nebo „klasického KBO“ neexistuje. Termíny se však obvykle používají k označení objektů bez významné poruchy z Neptunu, čímž se vyloučí KBO v orbitální rezonanci s Neptunem ( rezonanční transneptunické objekty ). Středisko Minor Planet Center (MPC) a Deep Ecliptic Survey (DES) neuvádějí cubewanos (klasické objekty) se stejnými kritérii. Mnoho TNO klasifikovaných MPC jako cubewanos je DES klasifikováno jako ScatNear (případně rozptýleno Neptunem). Trpasličí planeta Makemake je takový hraniční klasický objekt cubewano/scatnear. (119951) 2002 KX 14 může být vnitřní cubewano poblíž plutinos . Kromě toho existují důkazy, že Kuiperův pás má „výhodu“ v tom, že zjevný nedostatek objektů s nízkým sklonem nad 47–49 AU byl podezřelý již v roce 1998 a v roce 2001 byl prokázán větší počet údajů. V důsledku toho tradiční použití podmínky jsou založeny na polořadovce hlavní oběžné dráhy a zahrnují objekty umístěné mezi rezonancemi 2: 3 a 1: 2, tj. mezi 39,4 a 47,8 AU (s vyloučením těchto rezonancí a vedlejších mezi nimi).

Tyto definice postrádají přesnost: zejména hranice mezi klasickými objekty a rozptýleným diskem zůstává rozmazaná. Od roku 2020 existuje 634 objektů s perihelionem (q)> 40 AU a aphelion (Q) <47 AU.

Klasifikace DES

Zavedeno zprávou z Deep Ecliptic Survey od JL Elliotta a kol. v roce 2005 používá formální kritéria založená na průměrných orbitálních parametrech. Neformálně řečeno, definice zahrnuje objekty, které nikdy nepřekročily dráhu Neptunu. Podle této definice se objekt kvalifikuje jako klasický KBO, pokud:

• není rezonanční
• jeho průměrný Tisserandův parametr s ohledem na Neptun přesahuje 3
• jeho průměrná excentricita je menší než 0,2.

Klasifikace SSBN07

Alternativní klasifikace, zavedená B. Gladmanem , B. Marsdenem a C. van Laerhovenem v roce 2007, používá místo Tisserandova parametru integraci oběžné dráhy na 10 milionů let. Klasické objekty jsou definovány jako nerezonující a v současné době nejsou rozptýleny Neptunem.

Formálně tato definice zahrnuje jako klasické všechny objekty s jejich aktuálními oběžnými dráhami, které

• jsou rezonanční (viz definice metody )
• mají polovysokou osu větší než osa Neptunu (30,1 AU; tj. bez kentaurů), ale méně než 2 000 AU (k vyloučení objektů s vnitřním Oortovým mrakem)
• nejsou rozptýleny Neptunem
• mají svou excentricitu (k vyloučení oddělených předmětů)${\ displaystyle e <0,240}$

Na rozdíl od jiných schémat tato definice zahrnuje objekty s velkou poloosou menší než 39,4 AU (rezonance 2: 3)-vnitřní klasický klasický pás nebo více než 48,7 (rezonance 1: 2 )-nazývaný vnější klasický pás , a vyhrazuje si termín hlavní klasický pás pro oběžné dráhy mezi těmito dvěma rezonancemi.

Rodiny

První známá kolizní rodina v klasickém Kuiperově pásu - skupina předmětů, které byly považovány za pozůstatky po rozpadu jednoho těla - je rodina Haumea . Obsahuje Haumea, jeho měsíce, 2002 TX 300 a sedm menších těl. ^† Objekty nejen sledují podobné oběžné dráhy, ale také sdílejí podobné fyzické vlastnosti. Na rozdíl od mnoha jiných KBO jejich povrch obsahuje velké množství ledu (H ₂ O) a žádné nebo jen velmi málo tholinů . Složení povrchu je odvozeno z jejich neutrální (na rozdíl od červené) barvy a hluboké absorpce při 1,5 a 2 μm v infračerveném spektru . Několik dalších kolizních rodin může sídlit v klasickém Kuiperově pásu.

^† Od roku 2008. Čtyři nejjasnější objekty rodiny jsou umístěny na grafech uvnitř kruhu představujícího Haumea.

Průzkum

Nová trajektorie Horizons a oběžné dráhy Pluta a 486958 Arrokoth

V lednu 2019 byl kosmickou lodí zblízka pozorován pouze jeden klasický objekt Kuiperova pásu. Obě kosmické lodě Voyager prošly regionem před objevem Kuiperova pásu. New Horizons byla první misí, která navštívila klasický KBO. Po úspěšném průzkumu systému Pluto v roce 2015 navštívila kosmická loď NASA 1. ledna 2019 malý KBO 486958 Arrokoth ve vzdálenosti 3500 kilometrů (2200 mi).

Seznam

Zde je velmi obecný seznam klasických objektů Kuiperova pásu. V říjnu 2020 existuje asi 779 objektů s q> 40 AU a Q <48 AU .

Viz také

• Seznamy astronomických objektů

Poznámky pod čarou

Reference

externí odkazy

• Jewitt, Davide . „Web Kuiperova pásu“ . UCLA.
• „Elektronický zpravodaj Kuiperova pásu“ .
• „Seznam transneptunických objektů“ , IAU Minor Planet Center, minorplanetcenter.org , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, archivováno z originálu 27. srpna 2010
• „Stránky TNO“ . johnstonarchive.net .
• „Vykreslení aktuálních poloh těles ve vnější sluneční soustavě“ . Centrum menší planety IAU. minorplanetcenter.org . Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.