Рассеянный диск
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Рассеянный диск — удалённый регион Солнечной системы, слабо заселённый малыми телами, в основном состоящими изо льда. Такие тела называют объектами рассеянного диска (SDO*, scattered disk object), они относятся к подмножеству большого семейства транснептуновых объектов (ТНО). Внутренняя область рассеянного диска частично перекрывается с поясом Койпера, а его внешняя граница, по сравнению с ним, пролегает гораздо дальше от Солнца и гораздо выше и ниже плоскости эклиптики.
* Ввиду отсутствия общепринятого русскоязычного сокращения далее будет использоваться сокращение от английского термина
Содержание |
[править] Формирование
Происхождение рассеянного диска остается до сих пор невыясненным, хотя среди астрономов преобладает мнение, что он сформировался, когда объекты пояса Койпера были «рассеяны» за счет гравитационного взаимодействия с внешними планетами, главным образом Нептуном, приобретя большие эксцентриситеты и наклонения орбит. В то время как пояс Койпера — относительно круглый и плоский «бублик», располагающийся на участке от 30 до 44 а. е. с принадлежащими ему объектами, находящимися на автономных круговых орбитах (кьюбивано) или слегка эллиптических резонансных орбитах (2:3 — плутино, и 1:2), рассеянный диск в сравнении с ним — гораздо более непостоянная среда. Объекты рассеянного диска часто могут, как в случае с Эридой, путешествовать «по вертикали» почти на такие же расстояния, как и «по горизонтали». Моделирование показывает, что орбиты объектов рассеянного диска могут быть блуждающими и нестабильными и что дальнейшая судьба этих объектов — постоянно выбрасываться из середины Солнечной системы в облако Оорта или еще дальше.
Существует предположение, что кентавры могут быть просто объектами, подобными объектам рассеянного диска, которые были «выброшены» из пояса Койпера не наружу, а внутрь, и сделались «цис-нептуновыми» объектами рассеянного диска. В самом деле, некоторые объекты, подобные (29981) 1999 TD10, размывают границу между этими двумя семействами, разделенными орбитой Нептуна, и Центр малых планет (MPC) сейчас относит кентавры и объекты рассеянного диска к одной категории.[1] Осознавая размывание классификации, некоторые ученые используют термин «рассеянный объект пояса Койпера» как единый термин для обоих типов — кентавров и тел рассеянного диска.
Хотя ТНО 90377 Седна официально относится к SDO по классификации MPC, ее первооткрыватель Майкл Браун высказал мнение, что Седну следует скорее отнести к внутренней части облака Оорта, а не к рассеянному диску, поскольку величина ее перигелия в 76 а. е. слишком велика, чтобы этот объект испытывал заметное притяжение со стороны внешних планет.[2] Такое рассуждение ведёт к тому, что отсутствие гравитационного взаимодействия с внешними планетами исключает ТНО из группы объектов рассеянного диска, определяя таким образом внешнюю границу рассеянного диска где-то между Седной и более традиционными SDO, подобными Эриде. Если Седна за пределами рассеянного диска, она не может быть уникальной; 2000 CR105, который был открыт раньше Седны, также может быть объектом внутренней части облака Оорта или же, что более вероятно, переходным объектом между рассеянным диском и внутренней частью облака Оорта.
Такие объекты, относимые к «отделенным» объектам (detached SDO), имеют орбиты, которые не могли образоваться из-за влияния Нептуна. Вместо этого предлагается большое количество объяснений, включая близкий проход другой звезды[3] или удаленного объекта размера планеты[4].
[править] Орбиты
Первым объектом, признанным SDO, был (15874) 1996 TL66, впервые идентифицированный в 1996 году астрономами обсерватории Мауна-Кеа. Первым открытым объектом, в настоящее время классифицируемым как SDO, является (48639) 1995 TL8, обнаруженный Spacewatch.
Диаграмма справа показывает орбиты всех известных объектов рассеянного диска до 100 а. е. вместе с объектами пояса Койпера (показаны серым) и резонансные объекты (зеленые). По горизонтальной оси — размер большой полуоси орбиты. Эксцентриситет орбит представлен отрезками (от перигелия до афелия) с наклонениями, представленными положением отрезка на вертикальной оси).
[править] Перигелий
Обычно рассеянные объекты характеризуются орбитами со средним и высоким эксцентриситетом, но их перигелий составляет не менее 35 а. е., не испытывая прямого влияния Нептуна (красные отрезки). Плутино (серые отрезки для Плутона и Оркуса) так же, как резонансные объекты с резонансом 2:5 (зеленые), могут проходить ближе к Нептуну, поскольку их орбиты защищены резонансом. Условие перигелий > 35 а. е. — одна из определяющих характеристик объектов рассеянного диска.
[править] Экстремалы
В рассеянном диске экстремальный эксцентриситет и большое наклонение орбит является нормой, а круговые орбиты, наоборот, являются исключением. Некоторые необычные орбиты на рисунке отмечены желтым.
- 1999 TD10 имеет орбиту с экстремальным эксцентриситетом (~0,9), из-за чего его перигелий находится ближе орбиты Сатурна. Учитывая это обстоятельство, объект можно квалифицировать как относящийся к кентаврам.
- 2002 XU93 — в настоящее время объект с наибольшим наклонением (~78°) в рассеянном диске.
- 2004 XR190 имеет нетипичную, близкую к круговой (короткий желтый сегмент) орбиту, однако имеет высокое наклонение.
[править] Есть ли порядок в хаосе?
Резонансные объекты (показаны зеленым), не считаются членами рассеянного диска. Однако меньшие резонансы тоже заселены и компьютерное моделирование показывает, что многие объекты могут быть на самом деле в слабом резонансе с большим порядком (6:11, 4:9, 3:7, 5:12, 3:8, 2:7, 1:4). Цитируя слова одного из исследователей[5]: рассеянный диск может быть не таким и рассеянным.
[править] Сравнение объектов рассеянного диска и классических объектов
Вставки на диаграмме справа сравнивают эксцентриситеты и наклонения объектов рассеянного диска с кьюбивано. Каждый маленький закрашенный квадрат отображает количество объектов в процентном отношении в заданном диапазоне эксцентриситетов e и наклонений i.[6] Относительное количество объектов в квадрате представлено картографическими цветами высот[7] (от малого количества, обозначенного зелеными долинами, до коричневых вершин).
Эти две популяции очень сильно различаются: более 30 % всех кьюбивано имеют малое наклонение, близкие к круговым орбиты («пик» в левом нижнем углу) и максимум эксцентриситетов на 0,25. Рассеянные объекты, напротив, как следует из названия, рассеяны. Большинство известной популяции имеют эксцентриситет в диапазоне 0,25—0,55. Два локальных пика соответствуют e в диапазоне 0,25—0,35, наклонению 15—20°, и e в диапазоне 0,5—0,55, низкому i<10° соответственно. Обособленные экстремальные орбиты отображены зеленым. Характерно, что не известно объектов рассеянного диска с эксцентриситетом менее 0,3 (за исключением 2004 XR190).
Эксцентриситет в большей мере, чем наклонение орбиты, является отличительным атрибутом семейства объектов рассеянного диска.
[править] Графики орбит
Графики слева в более традиционном виде представляют виды с полюса и эклиптики (спрямленных) орбит объектов рассеянного диска[8] (черные) на фоне кьюбивано (голубые) и резонансных (2:5) объектов (зеленые). Как еще не классифицированные, объекты в диапазоне 50—100 а. е. нарисованы серым.[9]
Жирное синее кольцо является не художественным отображением, а реальными графиками сотен перекрывающихся орбит классических объектов, полностью оправдывая название «пояс» (классические или кьюбивано). Наименьший перигелий, упоминавшийся выше, иллюстрируется красным кругом. В отличие от SDO, резонансные объекты достигают орбиты Нептуна (желтая).
На виде со стороны эклиптики, дуги отображают те же наименьший перигелий[10] в 35 а. е. (красный) и орбиту Нептуна (~30 а. е., желтая). Как показывает этот вид, само по себе наклонение не позволяет отличить SDO от классических объектов. Вместо этого, эксцентриситет является отличительным атрибутом (длинные отрезки к афелию).
[править] Отделённые объекты, или расширенный рассеянный диск?
Недавно открытые объекты 2000 CR105 и 2004 VN112 с перигелием, слишком далеким от Нептуна, чтобы он мог оказывать на них влияние, привели к дискуссии среди астрономов о новом подмножестве малых планет, называемом Расширенный рассеянный диск — Extended scattered disc (E-SDO)[11]. Впоследствии эти объекты стали называть отделенными объектами — detached objects[12], или Distant Detached Objects (DDO)[4].
Классификация, предложенная командой Deep Ecliptic Survey, вносит формальное разграничение между ближними рассеянными объектами (которые были рассеяны за счет взаимодействия с Нептуном) и расширенными рассеянными объектами (таких как Седна), используя значение критерия Тиссерана, равное 3.[13]
Диаграмма показывает все хорошо известные рассеянные и отделенные объекты вместе с крупнейшими объектами пояса Койпера для сравнения. Очень большой эксцентриситет Седны и (87269) 2000 OO67 частично показан красными отрезками, исходящими из перигелия и заканчивающимися в афелии, который находится за пределами рисунка (>900 а. е. и >1020 а. е. соответственно).
[править] Примечательные SDO
| Постоянное наменование |
Условное наименование |
Абсолютная звездная величина | Альбедо | Экваториальный диаметр (км) |
Большая полуось орбиты (а. е.) |
Дата открытия | Первооткрыватель | Способ измерения диаметра |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Эрида | 2003 UB313 | −1,12 | 0,86 ± 0,07 | 2400 ± 100 | 67,7 | 2003 | M. Brown, C. Trujillo & D. Rabinowitz | прямой[14] |
| Седна | 2003 VB12 | 1,6 | 1180—1800 | 525,606 | 2003 | M. Brown, C. Trujillo & D. Rabinowitz | ||
| 2004 XR190 | 4,5 | 500—1000 | 57,5 | 2004 | L. Allen | |||
| 15874 | 1996 TL66 | 5,4 | 0,10? | ~630 | 82,9 | 1996 | D. Jewitt, J. Luu & J. Chen | термальный |
| 48639 | 1995 TL8 | 5,28 и 7,0 (двойной объект) | 0,09 (предположительно) | ~350 и ~160 | 52,2 | 1995 | Spacewatch (A. Gleason) | предполагаемое альбедо |
[править] Ссылки и сноски
- ↑ List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects at the IAU: Minor Planet Center
- ↑ Sedna at www.gps.caltech.edu
- ↑ Alessandro Morbidelli and Harold F. Levison Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12 The Astronomical Journal, (2004) 128, pp 2564—2576. Preprint
- ↑ 1 2 Rodney S. Gomes, John J. Matese, and Jack J. Lissauer A Distant Planetary-Mass Solar Companion May Have Produced Distant Detached Objects To appear in Icarus (2006). Preprint
- ↑ Hahn 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.
- ↑ Близкие к круговым орбиты занимают первую колонку (e<0,05), и орбиты с наименьшим наклонением (i<5°) занимают нижнюю строку, квадраты в нижнем левом углу представляют количество близких к круговым и слабо наклоненных орбит.
- ↑ Зеленый квадрат означает одиночный объект в этом диапазоне.
- ↑ Для классификации орбит был использован Minor Planet Circular 2005-X77 Distant Minor planets. Более новые данные могут быть найдены в MPC 2006-D28.
- ↑ Примерно половина известных орбит ТНО не известна с точностью, достаточной для классификации (это довольно деликатная задача для резонансных объектов).
- ↑ Точное значение не очень важно; значение в 35 а. е. взято для соответствия с Jewitt 2006. Другие авторы предпочитают использовать вместо этого 30 а. е., но пока данные, ипользуемые здесь, не переходят значения в 34 а. е.
- ↑ Evidence for an Extended Scattered Disk? at Observatoire de la Cote d’Azur
- ↑ David C. Jewitt The Solar System Beyond The Planets // Solar System Update: Topical and Timely Reviews in Solar System Sciences. — Springer-Praxis Ed., 2006. — ISBN ISBN 3-540-26056-0 (Preprint version (pdf))
- ↑ J. L. Elliot, S. D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis, R. L. Millis, M. W. Buie, L. H. Wasserman, E. I. Chiang, A. B. Jordan, D. E. Trilling, and K. J. Meech The Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population. The Astronomical Journal, 129 (2006), pp. preprint
- ↑ http://www.gps.caltech.edu/~mbrown/papers/ps/xsize.pdf
|
|||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 |
|||||||||
| Солнце • Гелиосфера Гелиопауза |
Планеты ☾ = спутник(и) ∅ = кольца |
Меркурий | Венера | Земля ☾ | Марс ☾ | ||||
| Юпитер ☾ ∅ | Сатурн ☾ ∅ | Уран ☾ ∅ | Нептун ☾ ∅ | ||||||
| Карликовые планеты | Церера | Плутон ☾ | Макемаке | Эрида ☾ | |||||
| Малые тела Солнечной системы |
Астероиды (малые планеты) |
Группы и семейства: Главный пояс астероидов · Астероиды, сближающиеся с Землёй · Троянские астероиды · Кентавры · Троянцы Нептуна · Спутники астероидов · Метеороиды |
|||||||
| См. также список астероидов, а также значения имён астероидов. | |||||||||
| Транс- нептуновые объекты |
Пояс Койпера: Плутино: Орк · Иксион Кьюбивано: 2002 UX25 · Варуна · 1992 QB1 · 2002 TX300 · 2003 EL61 · Квавар · 2002 AW197 |
||||||||
| Рассеянный диск: 2002 TC302 · 2004 XR190 · Седна | |||||||||
| Кометы | Списки короткопериодических и долгопериодических комет · Дамоклоиды · Облако Оорта | ||||||||
| См. также астрономические объекты, список объектов солнечной системы и Портал:Астрономия | |||||||||
 |
Это незавершённая статья по астрономии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
