Резонантен заднептунец

Резонантен задпентунец — заднептунско тело во орбитална резонанција со планетата Нептун. Орбиталните периоди на резонантните тела се прости целобројни односи со периодот на Нептун (на пр. 1:2, 2:3 итн). Резонантните заднептунци можат да бидат дел од населението во Кајперовиот Појас, или пак од подалечното население во Расеаниот Диск.^[1]

Распределеност

Распореденост и класификација на заднептунците. Најрезонантните тела се со црвено.

На дијаграмот е претставена рапсределбата на за познатите заднептунци. Резонантите заднептунци се обележани со црвено. Орбиталните резонанции со Нептун се претставени со исправени црти: 1:1 ја означува положбата на Нептуновата орбита и нејзините тројанци; 2:3 е орбитата на Плутон и плутината; а 1:2, 2:5 итн. се разните помали семејства. Односите 2:3 и 3:2 ја означуваат истата резонанција, и ова не прави забуна бидејќи заднептунците по дефиниција имаат подолги периоди од Нептун.

Потекло

За поподробна расправа за развојот на Нептуновата орбита, видете Нички модел.

Подробните аналитички и бројчени изучувања на Нептуновите резонанции покажале дека телата мора да имаат релативно уточнет опсег на енергии.^[2][3] Доколку големата полуоска на телото е вон овие тесни опсези, орбитата станува хаотична чии орбитални елементи се менуваат во голема мера. Со откривањето на заднептунците, утврдено е дека преку 10 % од нив се во резонанции 2:3, што е далеку од случајна распределба. Дене се смета дека телата се собрани од пошироки растојанија од широкозамавни резонанции при преселбата на Нептун.^[4] Долго пред откривањето на првиот заднептунец, направена е претпоставка дека содејството помеѓу џиновски планети и масивен диск од мали честички, преку пренос на моментот на импулсот, би го натерал Јупитер да се пресели навнатре и да ги присили Сатурм, Уран и особено Нептун да се преселат нанадвор. Во овој релативно краток период, Нептуновите резонанции би правеле „замави“ во просторот, зафаќајќи тела во резонанција кои првично имале разновидни околусончеви орбити.^[5]

Познати населенија

Резонанција 1:1 (Нептунови тројанци, период ~164,8 години)

Главна статија: Нептунов тројанец

Откриени се неколку тела во орбити со големи полуоски слични на Нептуновата, близу Лагранжовите точки Сонце–Нептун. Овие Нептунови тројанци (наречени аналогно на (Јупитеровите) тројански астероиди) се во резонанција 1:1 со Нептун. Во февруари 2020 г. биле познати 28 вакви тела:^[6][7]

• 385571 Отрера (L₄)
• 385695 Клета (L₄)
• 2001 QR322 (L₄)
• 2005 TN53 (L₄)
• 2006 RJ103 (L₄)
• (527604) 2007 VL305 (L₄)
• 2008 LC18 (L₅)
• 2010 TS191 (L₄)
• 2010 TT191 (L₄)
• 2011 HM102 (L₅)
• (530664) 2011 SO277 (L₅)
• (530930) 2011 WG157 (L₄)
• 2012 UD185 (L₅)
• 2012 UV177 (L₄)
• 2013 KY18? (L₅)
• 2013 RL124 (L₄)
• 2013 TZ187 (L₄)
• 2013 VX30 (L₄)
• 2014 QO441 (L₄)
• 2014 QP441 (L₄)
• 2014 RO74 (L₄)
• 2014 SC374 (L₄)
• 2014 UU240 (L₄)
• 2015 RW277 (L₄)
• 2015 VV165 (L₄)
• 2015 VW165 (L₄)
• 2015 VX165 (L₄)

Само 4 тела се сместени близу Нептуновата Лагранжова точка L₅ и не е сосема сигурно кои се; останатите се во Нептуновото подрачје L₄.^[7][8]

Покрај тоа, (316179) 2010 EN65 е таканаречен „скокачки тројанец“, кој тековно преоѓа од либрација околу L₄ во либрација околу L₅ преку подрачјето L₃.^[9]

Резонанција 2:3 („плутина“, период ~247,94 години)

Главна статија: Плутино

Движењето на Орк и Плутон во вртежна рамка со период еднаков на Нептуновиот орбитален период (каде Нептун е неподвижен).

Плутон и неговите месечини (top) споредени по големина, албедо и боја со Орк и Иксион

Резонанцијата 2:3 на 39,4 ае е далеку најзастапената категорија на резонантни тела. Во февруари 2020 г. тука спаѓале 383 потврдени и 99 можни тела (како на пр. (175113) 2004 PF115).^[6] Од овие 383 потврдени плутина, 338 имаат сигурно познати орбити со истовремено набљудување од Длабокиот еклиптички преглед.^[7] Телата во орбити со оваа резонанција се нарекуваат плутина по џуџестата планета Плутон — првото откриено тело од овој вид. Големи плутина се:

• 134340 ПЛутон
• 90482 Орк
• (208996) 2003 AZ84
• (455502) 2003 UZ413
• (84922) 2003 VS2
• 28978 Иксион
• (84719) 2002 VR128
• (469372) 2001 QF298
• 38628 Хуја
• (33340) 1998 VG44
• (15789) 1993 SC
• (444745) 2007 JF43
• (469421) 2001 XD255
• (120216) 2004 EW95
• 47171 Лемпо
• (504555) 2008 SO266
• (307463) 2002 VU130
• (55638) 2002 VE95
• (450265) 2003 WU172
• (469987) 2006 HJ123
• (508823) 2001 RX143
• (469704) 2005 EZ296

Резонанција 3:5 (период ~275 години)

Во февруари 2020 г. имало 47 потврдели тела во орбитална резонанција 3:5 со Нептун. Меѓу нив се:^[6][7]

• (15809) 1994 JS
• (149349) 2002 VA131
• (434709) 2006 CJ69
• (469420) 2001 XP254
• (469584) 2003 YW179
• (470523) 2008 CS190
• (503883) 2001 QF331
• (523677) 2013 UF15
• (523688) 2014 DK143
• (523731) 2014 OK394
• (523743) 2014 TA86
• (530839) 2011 UK411
• (531683) 2012 UC178
• (534074) 2011 QZ441
• (534314) 2012 SJ349
• (534314) 2012 SJ349

Резонанција 4:7 (период ~290 години)

Друго население кружи околу Сонцето на 43,7 ае (меѓу класичните тела). Тие се прилично мали (со два исклучока, H>6) и највеќето од нив следат орбити блиски на еклиптиката.^[7] Во февруари 2020 г. се утврдени орбитите на 55 тела во резонанција 4:7.^[6][7] Телата со добро утврдени орбити се:^[7]

• (119956) 2002 PA149
• (119066) 2001 KJ76
• (135024) 2001 KO76
• (119070) 2001 KP77
• (181871) 1999 CO153
• (118378) 1999 HT11
• (118698) 2000 OY51
• 385446 Манве
• (385527) 2004 OK14
• (500828) 2013 GR136
• (523742) 2014 TZ85

Резонанција 1:2 („тутина“, период ~330 години)

Оваа резонанција на 47,8 ае често се смета за раб на Кајперовиот Појас, и таквите тела понекогаш се нарекуваат „тутина“. Тутината имаат наклон помал од 15 степени и најчесто поумерени занесености, од 0,1 до 0,3.^[10] Непознат број на резонанти 2:1 веројатно не потекнува од планетезималниот диск зафатен во резонанцијата при преселбата на Нептун, туку биле зафатени откако веќе се расеале.^[11]

Во оваа резонанција се наоѓаат многу помалку тела отколку плутината. Џонстоновиот архив ја дава бројката 99, додека симулациите на Длабокиот еклиптички преглед потврдила 73 во февруари 2020 г.^[6][7] Долгорочното орбитално вклопување укажува дека резонанцијата 1:2 е понестабилна од 2:3; само 15 % од телата во резонанција 1:2 доживуваат старост од 4 милијарди години, споредено со 28 % од плутината.^[10] Оттука, можеби тутината првчно биле рамнобројни на плутината, но подоцна нивниот број значително опаднал.^[10]

Телата со дибро утврдени орбити (подредени по апсолутна величина) се следниве:^[6]

• (119979) 2002 WC19
• (308379) 2005 RS43
• (312645) 2010 EP65
• (26308) 1998 SM165
• (469505) 2003 FE128
• (495189) 2012 VR113
• (137295) 1999 RB216
• (500880) 2013 JJ64
• (20161) 1996 TR66
• (470083) 2006 SG369
• (130391) 2000 JG81
• (500877) 2013 JE64

Резонанција 2:5 (период ~410 години)

Постојат 57 потврдени тела во резонанција 2:5 (февруари 2020).^[6][7]

Добро утврдени орбити на 55,4 ае имаат:

• (84522) 2002 TC302 (кандидат за џуџе)
• (495603) 2015 AM281
• (26375) 1999 DE9
• (143707) 2003 UY117
• (471172) 2010 JC80
• (471151) 2010 FD49
• (472235) 2014 GE45
• (119068) 2001 KC77
• (60621) 2000 FE8
• (38084) 1999 HB12
• (135571) 2002 GG32
• (69988) 1998 WA31

Резонанција 1:3 (период ~500 години)

Во февруари 2020 г. Џонстоновиот архив попишал 14 тела во резонанција 1:3.^[6] Дузина од нив се со утврдени орбити:^[7]

• (136120) 2003 LG7
• (385607) 2005 EO297
• 2004 VU130
• 2006 QJ181
• 2006 SF369
• 2011 US411
• 2014 FX71
• 2015 BZ517?
• 2015 GA55
• 2015 KY173
• 2015 RA278
• 2015 RZ277?
• 2015 VM166
• 2015 VN166

Други резонанции

Орбитата на (523794) 2015 RR₂₄₅ како либрираво резонанција 2:9 со Нептун.

Во февруари 2020 г. биле потврдени следниве резонанции од виш ред за ограничен број на тела:^[7]

Сооднос	Голема полуоска (ае)	Период (години)	Број	Примери
4:5	35	~205	11	(432949) 2012 HH2, (127871) 2003 FC128, (308460) 2005 SC278, (79969) 1999 CP133, (427581) 2003 QB92, (131697) 2001 XH255
3:4	36.5	~220	30	(143685) 2003 SS317, (15836) 1995 DA2
5:8	41.1	~264	1	(533398) 2014 GA54
7:12	43.1	~283	1	2015 RP278
5:9	44.5	~295	6	(437915) 2002 GD32
6:11	45	~303	4	(523725) 2014 MC70 и (505477) 2013 UM15; веројатно и (182294) 2001 KU76.
5:11	51	~363	1	2013 RM109
4:9	52	~370	3	(42301) 2001 UR163, (182397) 2001 QW297
3:7	53	~385	10	(495297) 2013 TJ159, (181867) 1999 CV118, (131696) 2001 XT254, (95625) 2002 GX32, (183964) 2004 DJ71, (500882) 2013 JN64
5:12	54	~395	6	(79978) 1999 CC158, (119878) 2001 CY224
3:8	57	~440	2	(82075) 2000 YW134
4:11	59	~453	1	(500879) 2013 JH64
4:13	66	~537	1	2009 DJ143
3:10	67	~549	2	225088 Gonggong
2:7	70	~580	10	471143 Ѓевана, (160148) 2001 KV76
3:11	72	~606	2	2014 UV224, 2013 AR183
1:4	76	~660	7	2003 LA7, 2011 UP411
5:21	78	~706	1 [12]	2010 JO179
2:9	80	~730	2	(523794) 2015 RR245, 2003 UA414
1:5	88	~825	2	2007 FN51, 2011 BP170
2:11	94	~909	3	2005 RP43, 2011 HO60
1:6	99	~1000	2	(528381) 2008 ST291, 2011 WJ157
1:9	129	~1500	2	2007 TC434, 2015 KE172

Хаумеја

Либрацијата на Хаумеината номинална орбита во вртежна рамка, каде нептун е неподвижен

Либрацискиот агол ${\displaystyle \phi }$ на слабата Хаумеина резонанција од 7:12 со Нептун, ${\displaystyle \phi ={\rm {12\cdot \lambda -{\rm {7\cdot \lambda _{\rm {N}}-{\rm {5\cdot \varpi -{\rm {1\cdot \Omega }}}}}}}}}$ во текот на следните пет милиони години

Се смета дека џуџестата планета Хаумеја е во повремена орбитална резонанција 7:12 со Нептун.^[13] Нејзиниот искачувачки јазол ${\displaystyle \Omega }$ прецесира со период од околу 4,6 милиони години, и резонанцијата се нарушува двапати во текот на тој период и секојпат се враќа по сто илјади години.^[14] Марк Бује ја смета за нерезонантна.^[15]

Начини на класификација

Имајќи предвид дека орбиталните елементи се познати со ограничена точност, неизвесностите може да доведат до погрешни заклучоци (дека една орбита е резонантна кога не е). Во поново време^[16] се разгледува не само тековната најодговарачка орбита, туку и две дополнителни орбити кои одговараат на неизвесностите од набљудувачките податоци. Поупростено, алгоритмот одредува дали телото сè уште би се сметало за резонантно ако неговата вистинска орбита се разликува од најодговарачката, како последица од грешки при набљудувањето. За трите орбити се прави бројчена интеграција за период од 10 милиони години. Ако сите три останат резонантни (т.е. аргументот на резонанцијата либрира), класификацијата како резонантно тело е утврдена со сигурност.^[16] Доколку ова е случај само со две, за телото се вели дека веројатно е во резонанција. Ако пак само една орбита остане таква, околината на резонанцијата се забележува како поттик за понатамошни набљудувања со намера да се подобрат податоците.^[16] Двете крајни вредности на големата полуоска употребени во алгоритмот треба да одговараат на неизвесностите во податоците при највеќе 3 стандардни отстапувања. Ваквиот вредносен опсег треба, со низа претпоставки, да ја намали веројатноста дека вистинската орбита е вон опсегот на помалку од 0,3 %. Овој начин е применлив за тела кои зафаќаат барем 3 противположби.^[16]