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Aggiornato il 24/08/2019
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Aggiornato il 24/08/2019
2014 FZ71 e 2015 FJ345
TNO - SDO risonanti con Nettuno
Introduzione:
Due oggetti esterni alla Fascia di Kuiper, 2014 FZ71 e 2015 FJ345, sono tra i corpi più distanti recentemente scoperti nel nostro Sistema Solare. Viaggiano sempre oltre le 50 Unità Astronomiche (UA) dal Sole e solo Sedna e 2012 VP113 hanno perieli più distanti. Ma la sorpresa è che le loro orbite sono in risonanza con Nettuno, il che indica che in passato, nonostante le grandi distanze che li separano, devono aver interagito con il pianeta.
Questa ultima scoperta si basa sulle osservazioni del telescopio Subaru alle Hawaii e del Cerro Tololo Inter-American Observatory(CTIO) in Cile ed è stata pubblicata sulla rivista Astrophysical Journal Letters.
Il meccanismo noto come risonanza orbitale si verifica quando due corpi celesti sono bloccati in un movimento sincronizzato l'uno intorno all'altro, con l'orbita di uno pari ad un rapporto esatto dell'orbita dell'altro.
Bene, i due oggetti trans-nettuniani (TNO) orbitano attorno al Sole, una volta ogni quattro e ogni tre orbite di Nettuno rispettivamente, con inclinazioni significative, maggiori di 20 gradi, per effetto dalla risonanza Kozai (KR) (se un corpo diminuisce, sotto gli effetti perturbatori di oggetti maggiori, la sua inclinazione, l'eccentricità aumenta e viceversa)
Questi risultati implicano che i due TNO devono essere stati catturati in questa regione in un lontano passato, a causa delle interazioni con Nettuno mentre questo migrava verso l'esterno del Sistema Solare.
2014 FZ71 e 2015 FJ345 sono stati scoperti da Scott Sheppard, Chad Trujillo e David Tholen oltre il bordo esterno della Fascia di Kuiper grazie alla Dark Energy Camera (DECam) montata sul telescopio da 4 metri CTIO.
Il meccanismo noto come risonanza orbitale si verifica quando due corpi celesti sono bloccati in un movimento sincronizzato l'uno intorno all'altro, con l'orbita di uno pari ad un rapporto esatto dell'orbita dell'altro.
Bene, i due oggetti trans-nettuniani (TNO) orbitano attorno al Sole, una volta ogni quattro e ogni tre orbite di Nettuno rispettivamente, con inclinazioni significative, maggiori di 20 gradi, per effetto dalla risonanza Kozai (KR) (se un corpo diminuisce, sotto gli effetti perturbatori di oggetti maggiori, la sua inclinazione, l'eccentricità aumenta e viceversa)
Questi risultati implicano che i due TNO devono essere stati catturati in questa regione in un lontano passato, a causa delle interazioni con Nettuno mentre questo migrava verso l'esterno del Sistema Solare.
2014 FZ71 e 2015 FJ345 sono stati scoperti da Scott Sheppard, Chad Trujillo e David Tholen oltre il bordo esterno della Fascia di Kuiper grazie alla Dark Energy Camera (DECam) montata sul telescopio da 4 metri CTIO.
A differenza di alcuni loro simili, le orbite hanno eccentricità moderate.
Schede:
Schede:
2014 FZ71
2014 FZ71 è un oggetto trans-nettuniano , classificato come oggetto del disco diffuso , situato nella regione più esterna del Sistema Solare . E' stato osservata la prima volta il 24 marzo 2014, da un team guidato dall'astronomo americano Scott Sheppard al Cerro Tololo Inter-American Observatory in Cile. Con il suo perielio di quasi 56 UA, appartiene a un gruppo piccolo e poco compreso di oggetti molto distanti con moderate eccentricità. L'oggetto non è un candidato pianeta nano poiché misura solo circa 150 chilometri di diametro, con una magnitudine assoluta (H) di +6,9.
| Afelio | 95,791 UA |
|---|---|
| Perielio | 55,849 UA |
semiasse-maggiore
| 75,820 UA |
| Eccentricità | 0,2634 |
Periodo orbitale
| 660,21 anni (241.142 giorno) |
Anomalia media
| 349,80 ° |
Moto medio
| 0 ° 0 m 5,4 s / giorno |
| Inclinazione | 25,506 ° |
Longitudine del nodo ascendente
| 306,01 ° |
Argomento del perielio
| 244,94 ° |
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2015 FJ345
2015 FJ345 è un oggetto trans-nettuniano e un oggetto del disco diffuso , la regione più esterna del Sistema Solare . È stato osservato per la prima volta il 17 marzo 2015 da un team guidato dall'astronomo americano Scott Sheppard al Mauna Kea Observatories , Hawaii, Stati Uniti. Con il suo perielio di quasi 51 UA, appartiene a un gruppo piccolo e poco compreso di oggetti molto distanti con moderate eccentricità. L'oggetto non è un candidato pianeta nano in quanto misura solo circa 120 chilometri di diametro, con una magnitudine assoluta (H) di +7,9.
| Afelio | 74,837 UA |
|---|---|
| Perielio | 50,785 UA |
semiasse-maggiore
| 62,811 UA |
| Eccentricità | 0,1915 |
Periodo orbitale
| 497,81 anni (181.824 giorno) |
Anomalia media
| 58,879 ° |
Moto medio
| 0 ° 0 m 7,2 s / giorno |
| Inclinazione | 34,973 ° |
Longitudine del nodo ascendente
| 37,881 ° |
Argomento del perielio
| 77,511 ° |
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Relazione:
In una ricerca interessata alle orbite degli oggetti disaccoppiati dalla regione di influsso gravitazionale del pianeta gigante Nettuno, per comprendere la struttura del sistema solare esterno, abbiamo trovato diversi oggetti con perielio alto ( q > 40 au) che differiscono dagli oggetti della nuvola di Oort interna, a causa dei loro semiassi-maggiori moderati (50 < a < 100 UA) e eccentricità ( e < 0.3). Gli oggetti in questione 2014 FZ71 e 2015 FJ345 hanno il terzo e il quarto perielio più alto, attualmente noto, dopo Sedna e 2012 VP113, ma le loro orbite non sono così eccentriche o distanti. Abbiamo trovato molti di questi oggetti ad alto perielio ma con orbita moderata e osserviamo che sono per lo più vicini a risonanze di movimento medio di Nettuno (MMR) e hanno inclinazioni significative ( i> 20 °). Questi oggetti moderati probabilmente hanno ottenuto le loro orbite insolite attraverso interazioni combinate con gli MMR di Nettuno e la risonanza di Kozai (KR), simili agli scenari di origine per 2004 XR190.
Ipotiziamo anche che l'orbita del lontano 2008 ST291 è stato probabilmente modificato dal meccanismo MMR + KR , in questo caso, attraverso la risonanza di Nettuno 6:1.
Fino ad ora, tra gli SDO, era noto solo un oggetto, 2004 XR190, che aveva un perielio significativamente oltre il bordo della cintura di Kuiper, ma aveva solo un'eccentricità moderata e un semiasse-maggiore moderato.
2004 XR190 probabilmente ottenne il suo perielio elevato durante la migrazione verso l'esterno di Nettuno, dove l'effetto combinato del Mean Motion Resonance di Nettuno (MMR) 8:3 con la Kozai Resonance (KR) modificò l'eccentricità e l'inclinazione di 2004 XR190, per ottenere un perielio molto elevato ed una bassa eccentricità orbitale con una notevole inclinazione rispetto all'eclittica.
( Perielio contro Eccentricità. I cerchi rossi sono oggetti scoperti durante questo sondaggio (i grandi cerchi rossi sono al centro di questo lavoro). Gli oggetti sopra la linea tratteggiata sono considerati estremi con (a) > 150 UA. Gli oggetti con perielio alto oltre il limite della fascia di Kuiper a 50 UA ma solo un'eccentricità moderata sono probabilmente creati da una combinazione di Neptune Mean Motion Resonances (MMR) e Kozai Resonance (KR) ).
Sebbene i nuovi oggetti non abbiano inclinazioni eccezionalmente elevate come 2004 XR190 ( i = 46,7). È necessaria un'alta inclinazione di oltre 40 ° affinché il meccanismo KR funzioni e modifichi le orbite in modo efficiente da solo.
Gli oggetti più moderatamente inclinati con inclinazioni di +20 ° , -40 ° possono avere le loro orbite significativamente modificate dal KR solo se sono anche in un MMR. Il meccanismo combinato MMR + KR potrebbe consentire agli oggetti di ottenere un perielio fino a 60 UA.
L'altissimo perielio di 2014 FZ71
Uno dei nuovi oggetti più interessanti è il 2014 FZ71, che ha il più alto perielio di qualsiasi oggetto noto dopo Sedna e 2012 VP113. Tuttavia, la moderata eccentricità e il semiasse maggiore di 2014 FZ71 rispetto a Sedna e al 2012 VP113 suggeriscono che abbia un'origine diversa. 2014 FZ71 è molto vicino al MMR 4:1 con Nettuno, e quindi l'orbita di 2014 FZ71 è stata probabilmente modificata attraverso interazioni con esso. È interessante notare che il grande perielio di 55,9 UA suggerisce che 2014 FZ71 non avrebbe attualmente una forte interazione con Nettuno. L'inclinazione e l'eccentricità relativamente moderate di 2014 FZ71 rendono più difficile invocare il solo meccanismo Kozai per spiegare l'alto perielio di 2014 FZ71.
Uno dei nuovi oggetti più interessanti è il 2014 FZ71, che ha il più alto perielio di qualsiasi oggetto noto dopo Sedna e 2012 VP113. Tuttavia, la moderata eccentricità e il semiasse maggiore di 2014 FZ71 rispetto a Sedna e al 2012 VP113 suggeriscono che abbia un'origine diversa. 2014 FZ71 è molto vicino al MMR 4:1 con Nettuno, e quindi l'orbita di 2014 FZ71 è stata probabilmente modificata attraverso interazioni con esso. È interessante notare che il grande perielio di 55,9 UA suggerisce che 2014 FZ71 non avrebbe attualmente una forte interazione con Nettuno. L'inclinazione e l'eccentricità relativamente moderate di 2014 FZ71 rendono più difficile invocare il solo meccanismo Kozai per spiegare l'alto perielio di 2014 FZ71.
Un'ampia popolazione di oggetti di risonanza MMR+KR 3:1
2015 FJ345, 2013 FQ28 e 2015 KH162 hanno orbite vicine al MMR 3: 1 con Nettuno. Nelle nostre simulazioni numeriche, 2015 FJ345 e 2013 FQ28 , hanno mostrato angoli di argomento del perielio risonanti oscillanti con il MMR 3:1 di Nettuno. 2015 KH162 non ha mostrato angoli di argomento risonante oscillante ed è quindi probabilmente un oggetto fossilizzato 3:1 MMR + KR. 2015 KH162 appare simile a (385607) 2005 EO297, ed altri studi, suggeriscono che è stato creato dalle interazioni MMR + KR.
2015 FJ345, 2013 FQ28 e 2015 KH162 hanno orbite vicine al MMR 3: 1 con Nettuno. Nelle nostre simulazioni numeriche, 2015 FJ345 e 2013 FQ28 , hanno mostrato angoli di argomento del perielio risonanti oscillanti con il MMR 3:1 di Nettuno. 2015 KH162 non ha mostrato angoli di argomento risonante oscillante ed è quindi probabilmente un oggetto fossilizzato 3:1 MMR + KR. 2015 KH162 appare simile a (385607) 2005 EO297, ed altri studi, suggeriscono che è stato creato dalle interazioni MMR + KR.
2013 FQ28 e in particolare 2015 FJ345 hanno un perielio molto più elevato e orbite meno eccentriche, e quindi hanno elementi in comune con 2004 XR190 e 2014 FZ71.
2015 FJ345 ha la più bassa eccentricità e il più alto perielio degli oggetti 3:1, che è coerente con MMR + KR responsabile pure per 2015 FJ345 della sua più alta inclinazione.
Il perielio minimo per tutti questi oggetti 3:1 potrebbe essere anche inferiore a 35 UA attraverso il meccanismo MMR + KR, consentendo forti interazioni con Nettuno.
Con le nuove scoperte, 2015 FJ345 e 2013 FQ28, sono i primi due oggetti ad avere orbite di perielio molto alti attraverso il MMR + KR 3:1
(entrambi hanno anche inclinazioni superiori a 25°).
2015 FJ345 ha la più bassa eccentricità e il più alto perielio degli oggetti 3:1, che è coerente con MMR + KR responsabile pure per 2015 FJ345 della sua più alta inclinazione.
Il perielio minimo per tutti questi oggetti 3:1 potrebbe essere anche inferiore a 35 UA attraverso il meccanismo MMR + KR, consentendo forti interazioni con Nettuno.
Con le nuove scoperte, 2015 FJ345 e 2013 FQ28, sono i primi due oggetti ad avere orbite di perielio molto alti attraverso il MMR + KR 3:1
(entrambi hanno anche inclinazioni superiori a 25°).
Altri oggetti perielio alto e moderato
Ci sono alcuni oggetti in che hanno un perielio moderatamente alto ma non sono vicini a nessun MMR di Nettuno. La risonanza più vicina per 2014 FC69 e per 2013 JD64 è 11:3. Entrambi questi oggetti hanno inclinazioni molto elevate di 30° e 50°, rispettivamente, suggerendo fortemente che le loro orbite sono state create attraverso un'interazione con il KR. 2014 QR441 non è vicino a nessun MMR di Nettuno, anche se è vicino alla risonanza 10:3 moderatamente forte. 2014 QR441 ha un'inclinazione molto alta di 42°, mostrando ancora una volta che il KR è probabilmente coinvolto.
Ci sono alcuni oggetti in che hanno un perielio moderatamente alto ma non sono vicini a nessun MMR di Nettuno. La risonanza più vicina per 2014 FC69 e per 2013 JD64 è 11:3. Entrambi questi oggetti hanno inclinazioni molto elevate di 30° e 50°, rispettivamente, suggerendo fortemente che le loro orbite sono state create attraverso un'interazione con il KR. 2014 QR441 non è vicino a nessun MMR di Nettuno, anche se è vicino alla risonanza 10:3 moderatamente forte. 2014 QR441 ha un'inclinazione molto alta di 42°, mostrando ancora una volta che il KR è probabilmente coinvolto.
( I cerchi più grandi mostrano oggetti con perielio superiore a 40 UA. Tutti gli oggetti ad alto perielio oltre 53 UA hanno inclinazioni maggiori di 20°, ad eccezione di 2012 FH84, scoperto di recente, che è probabilmente un raro oggetto esterno classico della cintura insieme a 1995 TL8, 2002 CP154 e 2001 FL193 [i grandi cerchi blu inclinazioni molto basse tra 50 e 53 UA] ).
I pochi indici colore che sono stati ottenuti per questi oggetti ad alto perielio, in orbita moderata, mostrano che sono tipici degli oggetti del disco diffuso.
Se queste due popolazioni di oggetti provenivano entrambe dalla stessa popolazione, ciò suggerisce che l'azione dell'MMR + KR è responsabile delle maggiori inclinazioni osservate. Questi oggetti furono probabilmente dispersi in queste orbite e catturati in risonanze. Qualunque cosa o evento abbia creato il bordo esterno della fascia di Kuiper probabilmente si è verificato durante o prima della collocazione di oggetti fossilizzati MMR + KR come 2004 XR190, poiché questi oggetti fossilizzati sarebbero probabilmente andati persi come qualsiasi altro oggetto oltre il bordo. Questo suggerirebbe che il bordo fu creato prima che Nettuno finisse di migrare verso l'esterno e creasse gli oggetti fossilizzati MMR + KR.
Se queste due popolazioni di oggetti provenivano entrambe dalla stessa popolazione, ciò suggerisce che l'azione dell'MMR + KR è responsabile delle maggiori inclinazioni osservate. Questi oggetti furono probabilmente dispersi in queste orbite e catturati in risonanze. Qualunque cosa o evento abbia creato il bordo esterno della fascia di Kuiper probabilmente si è verificato durante o prima della collocazione di oggetti fossilizzati MMR + KR come 2004 XR190, poiché questi oggetti fossilizzati sarebbero probabilmente andati persi come qualsiasi altro oggetto oltre il bordo. Questo suggerirebbe che il bordo fu creato prima che Nettuno finisse di migrare verso l'esterno e creasse gli oggetti fossilizzati MMR + KR.
MMR : Risonanza di moto medio - Una risonanza orbitale con un corpo perturbatore, in questo caso il pianeta gigante Nettuno.
KR : Risonanza di Kozai - il meccanismo che permette al variare dell'inclinazione orbitale la compensazione con una opposta variazione dell'eccentricità, e viceversa.
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A cura di Giovanni Donati.
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