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 дискуHahn J. Malhotra R.Neptune’s migration into a stirred-up Kuiper Belt The Astronomical Journal, 130, pp.2392-2414, Nov.2005.Full text on arXiv ..
Собственное название имеют группы объектов со следующими резонансами орбит: 1:1 — Троянские астероиды. Находятся в точках Лагранжа L4 и L5 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.
Местонахождение объектов и их орбит
На диаграмме указано расположение известных транснептуновых объектов (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.
Источник появления резонансных ТНО Подробнее см. также: Модель Ниццы Детальные исследованияMalhotra, Renu The Phase Space Structure Near Neptune Resonances in the Kuiper Belt. Astronomical Journal v.111, p.504 preprint E. I. Chiang and A. B. Jordan, On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt, The Astronomical Journal, 124 (2002), pp.3430-3444. (html) объектов, находящихся в резонансе 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 НептунаRenu Malhotra, The Origin of Pluto’s Orbit: Implications for the Solar System Beyond Neptune, The Astronomical Journal, 110 (1995), p. 420 Preprint ..
До открытия первого ТНО выдвигалось предположение, что взаимодействие между планетами-гигантами и массивным диском из маломассивных объектов заставит (путём 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 орбитMalhotra, R.; Duncan, M. J.; Levison, H. F. Dynamics of the Kuiper Belt. Protostars and Planets IV, University of Arizona Press, p. 1231 preprint .
Известные 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 ок. 39,4 а. е. На данный момент обнаружено 104 таких объекта; существование 92 из них подтверждено. Объекты на данной орбите называют плутино, по имени первого обнаруженного и крупнейшего из них — Плутона. Наиболее примечательные плутиноList of the classified orbits from MPC October, 2008: (90482) Орк (84922) 2003 VS2 (208996) Ахлис (28978) Иксион (38628) Гуйя (678191) 2017 OF69
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:
Резонанс 4:7 (период обращения около 290 лет) Важная группа объектов с орбитой 43,7 а. е. (в центре популяции кьюбивано). На октябрь 2008 года таких объектов открыто 20. Они имеют небольшие размеры (с одним исключением, М>6) и в основном эллиптическую орбиту. Объекты с известными орбитами: , самый крупный
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 эксцентриситеты довольно умеренные (от 0,1 до 0,3). Не все объекты данного типа появились из планетезимали, которая была выброшена на данную орбиту миграцией Нептуна.
Объектов тутино намного меньше, чем плутино (на октябрь 2008 года их открыто 14). 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:
Резонанс 2:5 (период обращения около 410 лет) Среди объектов с известными орбитами в 55,4 а. е. числятся: , крупный объект, кандидат на звание карликовой планеты
На октябрь 2008 года открыто 11 объектов с резонансом 2:5.
Другие резонансы
Группы с другими резонансами орбит включают в себя небольшое количество объектов. Вот некоторые из них: 4:5 (35,0 а.е., ок. 205 лет) 3:4 (36,5 а.е., ок. 220 лет) , 5:9 (44,5 а.е., ок. 295 лет) 4:9 (52,0 а.е., ок. 370 лет) , 3:7 (53,0 а.е., ок. 385 лет) , , , 5:12 (55,0 а.е., ок. 395 лет) , (Вероятность резонанса по Емельяненко 84 %) 3:8 (57,0 а.е., ок. 440 лет) (Вероятность резонанса по Емельяненко 84 %) 2:7 (70,0 а.е., ок. 580 лет) (Приблизительная орбита не исключает резонанс 2:7, однако для окончательного заключения нужны дополнительные наблюдения.)
Найдено несколько объектов с простыми, хоть и далёкими резонансами: 1:3 (62,5 а.е., ок. 495 лет) 1:4 (76,0 а.е., ок. 660 лет) 1:5 (88,0 а.е., ок. 820 лет)
Резонансы далёких объектов и карликовых планет пока не доказаны, но вероятны: 7:12 (43,0 а.е., ок. 283 лет) Хаумеа (большая вероятность резонанса орбиты) 6:11 (45,0 а.е., ок. 302 лет) Макемаке ( вероятно находится в резонансе 6:11) 3:10 (67,0 а.е., ок. 549 лет) (225088) Гун-гун (вычисление основано на приблизительной орбите) 5:17 (67,0 а.е., ок. 560 лет) Эрида (похожая орбита найдена у (225088) Гун-гун) 5:21 (75,3 а.е., ок. 706 лет) 2010 JO179 1:10 (140 а.е., ок. 1655 лет) Mysterious object found dancing with Neptune , July 20, 2025
Резонанс 1:1 (Трояны Нептуна, период обращения около 165 лет)
В точках Лагранжа L4 и L5 системы Солнце-Нептун были найдены объекты, большая полуось которых примерно равна большой полуоси Нептуна. Это так называемые «троянцы» Нептуна, названные по аналогии с троянскими астероидами Юпитера, находятся в орбитальном резонансе 1:1 с Нептуном. На август 2018 г. известно семь таких объектов:
Лишь последний объект из списка находится в районе точки L5; остальные — возле точки L4.
Способы классификации В связи с тем, что орбиты недавно открытых объектов известны с достаточно большой погрешностью, существует вероятность ложного опознания этих орбит как резонансных, тогда как на самом деле они таковыми не являются.
В последнее время требуются дополнительные критерии, чтобы назвать орбиту резонансной. Процедура состоит в том, что, в дополнение к существующей орбите, рассматриваются две другие вероятные орбиты объекта (таковые всегда имеются, так как наблюдения не позволяют вычислить орбиту однозначно). Все три орбиты анализируются на протяжении следующих 10 миллионов лет. Если все три орбиты остаются резонансными, то определение орбиты объекта как резонансной считается достоверным. Если только две из трёх орбит остаются в резонансе, то объект классифицируется как «вероятно резонансный». В случае лишь одной резонансной орбиты из трёх орбита считается резонансной условно, она подлежит дополнительным наблюдениям с целью уточнения. Этот метод подходит для объектов, которые наблюдались в противостоянии как минимум трижды.
См. также Транснептуновый объект Плутино Пояс Койпера
Примечания
Литература
(as HTML)