Седноид

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Орбиты трёх известных седноидов, синим цветом показана орбита Нептуна с характерным радиусом 30 а.е.
Седна, первый объект описываемого класса

Седноид (англ. Sednoid) — транснептуновый объект с перигелийным расстоянием, превышающим 50 а.е., и большой полуосью, превышающей 150 а.е.[1][2] На середину 2018 года известно три подобных объекта: (90377) Седна, 2012 VP113 и 2015 TG387, у всех перигелийные расстояния превышают 64 а.е.,[3] но предполагается существование гораздо большего количества аналогичных объектов. Седноиды располагаются вне малонаселённой области в окрестности 50 а.е. от Солнца и незначительно взаимодействуют с большими планетами. Обычно седноиды рассматривают вместе с обособленными транснептуновыми объектами. Некоторые исследователи, например, Скотт Шеппард,[4] относят седноиды к объектам внутренней части облака Оорта, хотя облако Хиллса считалось начинающимся на расстоянии около 2000 а.е. от Солнца, за пределами афелия седноидов.

Необъяснённые орбиты[править | править код]

Орбиты седноидов не объясняются в рамках теории возмущений от планет-гигантов[5] или теории галактических приливов.[1] Если такие объекты сформировались на месте современного их расположения, то их орбиты первоначально должны были быть круговыми, иначе аккреция не была бы возможной вследствие высоких значений относительных скоростей между планетезималями.[6] Современные эллиптические орбиты можно объяснить в рамках нескольких гипотез.

  1. Перигелийные расстояния объектов могли увеличиться вследствие прохождения рядом близкой звезды в тот промежуток времени, когда Солнце ещё было погружено в рассеянное скопление, в котором сформировалось.[7][8]
  2. Орбиты объектов могли быть возмущены неизвестным объектом планетарной массы, предполагаемой Девятой планетой.[9][10]
  3. Седноиды могли быть захвачены Солнечной системой от пролетавших мимо неё звёзд, скорее всего принадлежавших рассеянному скоплению, в котором Солнце сформировалось.[5][11]

Известные представители[править | править код]

Седноиды и кандидаты в седноиды[3][12]
Номер Name Диаметр
(км)
Перигелий (а.е.) Большая полуось (а.е.) Афелий (а.е.) Гелиоцентрическое
расстояние (а.е.)
Аргумент перицентра (°) Год открытия
90377 Седна 995 ± 80 76.06 506 936 85.1 311.38 2003 (1990)
2012 VP113 600 80.50 261.00 441.49 83.65 293.78 2012 (2011)
2015 TG387[13] 200-600 64.94 1094 2123 77.69 118.17 2015 (--)

Три указанных седноида, как и большинство более далёких обособленных ТНО (большая полуось орбиты превышает 150 а.е., перигелийное расстояние превышает 30 а.е.), обладает примерно одинаковой ориентацией орбиты, аргумент перицентра равен приблизительно ≈ 0° (338 ± 38 °). Такая согласованность орбит не объясняется наблюдательной селекцией и является неожиданной, поскольку взаимодействие с планетами-гигантами должно было внести случайные искажения в значения аргумента перицентра (ω),[1] прецессия составляет от 40 млн лет до 1,5 млрд лет для Седны.[11] Возможно, сонаправленность орбит является признаком наличия одного[1] или нескольких[14] массивных объектов во внешней части Солнечной системы. Присутствие суперземли на расстоянии 250 а.е. от Солнца могло привести к колебаниям объектов в окрестности ω = 0 ± 60 ° в течение миллиардов лет. Возможны различные сочетания параметров планеты, при которых суперземля с низким альбедо будет иметь видимую звёздную величину, недоступную для наблюдения в современных обзорах неба. Такую гипотетическую суперземлю называют Девятой планетой. Более крупные и более далёкие возмущающие орбиты объекты также могу оказаться слишком слабыми, чтобы их можно было наблюдать.[1]

На 2016 год у 27 объектов с большой полуосью более 150 а.е. и перигелием за пределами орбиты Нептуна аргументы перицентра составляют 340 ± 55 ° при дуге наблюдения более 1 года.[15] 2013 SY99 обладает перигелийным расстоянием около 50 а.е., но не считается седноидом.

1 октября 2018 года было объявлено, что 2015 TG387 обладает большой полуосью 1094 а.е.. При афелийном расстоянии 2123 а.е. данный объект удаляется от Солнца на большее расстояние, чем Седна.

10 ноября 2015 года было объявлено, что V774104 является следующим кандидатом в седноиды, но его дуга наблюдения составляет всего лишь 2 недели, поэтому точное положение перигелия орбиты установить не удалось.[16]. Для уточнения параметров орбиты необходимы дополнительные наблюдения.

Седноиды могут составлять отдельный динамический класс объектов, но могут и иметь различные истории формирования. Наклоны спектров (474640) 2004 VN112, 2013 RF98, 2012 VP113, 2002 GB32 и 2003 HB57 сильно отличаются от наклона спектра Седны.[17]

Теоретическое скопление малых планет во внутренней части облака Оорта[править | править код]

Каждый из предложенных механизмов формирования орбиты Седны должен оставить определённый отпечаток в структуре и динамике более широких систем объектов. Если за создание орбиты ответственна транснептуновая планета, то все подобные Седне объекты должны будут обладать одинаковыми перигелийными расстояниями (≈80 а.е.). Если Седна была захвачена из другой планетной системы, вращавшейся в том же направлении, что и Солнечная, то все подобные объекты должны обладать малыми наклонениями орбит и большими полуосями в пределах 100–500 а.е. Если планетная система вращалась в противоположном направлении, то сформировались бы две популяции объектов: с высокими и низкими значениями наклонов орбит. Возмущения от проходящих звёзд создали бы орбиты с варьирующимися в широких пределах значениями перигелийных расстояний и наклонов в зависимости от параметров сближений со звездой.[18]

Получение сведений о большем количестве подобных объектов позволит определить, какой из сценариев формирования более вероятен.[19] Проведённый в 2007–2008 годах Брауном, Рабиновицем и Швомбом обзор, был направлен на нахождение других представителей популяции Седны. Хотя обзор был достаточно чувствительным для обнаружения движения на расстояниях до 1000 а.е. и помог открыть объект 2007 OR10, другие седноиды обнаружить не удалось.[19] Последующее моделирование, включавшее новые данные, предсказало наличие 40 объектов размера Седны в той же области, наиболее яркий мог быть сопоставим по блеску с Эридой.[19]

Вслед за открытием 2015 TG387 Шеппард и коллеги заключили, что этот объект принадлежит к скоплению из 2 миллионов объектов внутренней части облака Оорта крупнее 40 км с полной массой 1⋅1022 кг (в несколько раз превышает массу пояса астероидов).[20]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 Trujillo, Chadwick A.; Sheppard, Scott S. (2014). “A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units” (PDF). Nature. 507 (7493): 471&ndash, 474. Bibcode:2014Natur.507..471T. DOI:10.1038/nature13156. PMID 24670765. Архивировано (PDF) из оригинала 2014-12-16.
  2. Sheppard, Scott S. Known Extreme Outer Solar System Objects. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. Проверено 17 апреля 2014.
  3. 1 2 JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) and q > 50 (AU) and data-arc span > 365 (d). JPL Solar System Dynamics. Проверено 15 октября 2014.
  4. Sheppard, Scott S. Beyond the Edge of the Solar System: The Inner Oort Cloud Population. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. Проверено 17 апреля 2014.
  5. 1 2 Brown, Michael E.; Trujillo, Chadwick A.; Rabinowitz, David L. (2004). “Discovery of a Candidate Inner Oort Cloud Planetoid” (PDF). Astrophysical Journal. 617 (1): 645—649. arXiv:astro-ph/0404456. Bibcode:2004ApJ...617..645B. DOI:10.1086/422095. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-06-27. Проверено 2008-04-02.
  6. Sheppard, Scott S. Small Bodies in the Outer Solar System. Frank N. Bash Symposium (недоступная ссылка — история). University of Texas at Austin (2005). Проверено 25 марта 2008. Архивировано 4 августа 2009 года.
  7. Morbidelli, Alessandro; Levison, Harold (2004). “Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12 (Sedna)”. Astronomical Journal. 128 (5): 2564—2576. arXiv:astro-ph/0403358. Bibcode:2004AJ....128.2564M. DOI:10.1086/424617.
  8. Pfalzner, Susanne; Bhandare, Asmita; Vincke, Kirsten; Lacerda, Pedro (2018-08-09). “Outer Solar System Possibly Shaped by a Stellar Fly-by”. The Astrophysical Journal. 863 (1): 45. DOI:10.3847/1538-4357/aad23c. ISSN 1538-4357.
  9. Gomes, Rodney S.; Matese, John J.; Lissauer, Jack J. (2006). “A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects”. Icarus. 184 (2): 589—601. Bibcode:2006Icar..184..589G. DOI:10.1016/j.icarus.2006.05.026.
  10. Lykawka, Patryk S.; Mukai, Tadashi (2008). “An outer planet beyond Pluto and the origin of the trans-Neptunian belt” (PDF). Astronomical Journal. 135: 1161—1200. arXiv:0712.2198. Bibcode:2008AJ....135.1161L. DOI:10.1088/0004-6256/135/4/1161.
  11. 1 2 Jílková, Lucie; Portegies Zwart, Simon; Pijloo, Tjibaria; Hammer, Michael (2015). “How Sedna and family were captured in a close encounter with a solar sibling”. MNRAS. 453: 3158—3163. arXiv:1506.03105. Bibcode:2015MNRAS.453.3157J. DOI:10.1093/mnras/stv1803.
  12. MPC list of q > 50 and a > 150. Minor Planet Center. Проверено 1 октября 2018.
  13. Sheppard, Scott; Trujillo, Chadwick; Tholen, David; Kaib, Nathan (2004). “A New High Perihelion Inner Oort Cloud Object”. arXiv:1810.00013. Bibcode:2004ApJ...617..645B.
  14. de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl (1 September 2014). “Extreme trans-Neptunian objects and the Kozai mechanism: signalling the presence of trans-Plutonian planets”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 443 (1): L59–L63. arXiv:1406.0715. Bibcode:2014MNRAS.443L..59D. DOI:10.1093/mnrasl/slu084.
  15. JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) and q > 30 (AU) and data-arc span > 365 (d). JPL Solar System Dynamics. Проверено 8 февраля 2016.
  16. Witze, Alexandra (2015-11-10). “Astronomers spy most distant Solar System object ever”. Nature News. DOI:10.1038/nature.2015.18770.
  17. de León, Julia; de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl (May 2017). “Visible spectra of (474640) 2004 VN112-2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4 m GTC: evidence for binary dissociation near aphelion among the extreme trans-Neptunian objects”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 467 (1): L66–L70. arXiv:1701.02534. Bibcode:2017MNRAS.467L..66D. DOI:10.1093/mnrasl/slx003.
  18. Schwamb, Megan E. (2007). “Searching for Sedna's Sisters: Exploring the inner Oort cloud” (PDF). Caltech. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-05-12. Проверено 2010-08-06.
  19. 1 2 3 Schwamb, Megan E.; Brown, Michael E.; Rabinowitz, David L. (2009). “A Search for Distant Solar System Bodies in the Region of Sedna”. The Astrophysical Journal Letters. 694 (1): L45—L48. arXiv:0901.4173. Bibcode:2009ApJ...694L..45S. DOI:10.1088/0004-637X/694/1/L45.
  20. A New High Perihelion Inner Oort Cloud Object (1 October 2018).

Ссылки[править | править код]