Objeto clássico do cinto de Kuiper - Classical Kuiper belt object

486958 Arrokoth , o primeiro objeto clássico do cinturão de Kuiper visitado por uma nave espacial .
As órbitas de vários cubewanos em comparação com a órbita de Netuno (azul) e Plutão (rosa)
Tipos de planetas menores distantes

Um objecto clássica Kuiper , também chamado um cubewano ( / ˌ k ju b i w ʌ n oʊ / "QB1-O"), é um de baixa excentricidade Kuiper correia objecto (KBO) que órbitas fora do Neptune e não é controlada pela uma ressonância orbital com Netuno . Cubewanos têm órbitas com semi-eixos maiores na faixa de 40–50  UA e, ao contrário de Plutão , não cruzam a órbita de Netuno. Ou seja, eles têm órbitas de baixa excentricidade e às vezes de baixa inclinação como os planetas clássicos.

O nome "cubewano" deriva do primeiro objeto transnetuniano (TNO) encontrado depois de Plutão e Caronte , 15760 Albion , que até janeiro de 2018 tinha apenas a designação provisória (15760) 1992 QB 1 . Objetos semelhantes encontrados mais tarde eram freqüentemente chamados de "QB1-o's", ou "cubewanos", em homenagem a este objeto, embora o termo "clássico" seja usado com muito mais frequência na literatura científica.

Os objetos identificados como cubewanos incluem:

136108 Haumea foi provisoriamente listado como um cubewano pelo Minor Planet Center em 2006, mas mais tarde foi encontrado em uma órbita ressonante .

Órbitas : populações 'quentes' e 'frias'

Semieixo maior e inclinação de cubewanos (azul) em comparação com TNOs ressonantes (vermelho).

Existem duas classes dinâmicas básicas de corpos clássicos do cinturão de Kuiper: aqueles com órbitas relativamente imperturbadas ('frias') e aqueles com órbitas marcadamente perturbadas ('quentes').

A maioria dos cubewanos são encontrados entre a ressonância orbital 2: 3 com Netuno (povoado por plutinos ) e a ressonância 1: 2. 50000 Quaoar , por exemplo, tem uma órbita quase circular próxima à eclíptica . Plutinos, por outro lado, têm órbitas mais excêntricas, trazendo alguns deles para mais perto do Sol do que Netuno .

A maioria dos objetos clássicos, a chamada população fria , tem inclinações baixas (<5 ° ) e órbitas quase circulares, situando-se entre 42 e 47 UA. Uma população menor (a população quente ) é caracterizada por órbitas altamente inclinadas e mais excêntricas. Os termos 'quente' e 'frio' não têm nada a ver com as temperaturas de superfície ou internas. Em vez disso, os termos 'quente e' frio 'referem-se às órbitas dos objetos, por analogia às partículas em um gás, que aumentam sua velocidade relativa à medida que se aquecem.

O Deep Ecliptic Survey relata as distribuições das duas populações; um com a inclinação centrada em 4,6 ° (denominado Core ) e outro com inclinações estendendo-se além de 30 ° ( Halo ).

Distribuição

A grande maioria dos KBOs (mais de dois terços) tem inclinações menores que 5 ° e excentricidades menores que 0,1. Seus eixos semi-principais mostram uma preferência pelo meio do cinturão principal; indiscutivelmente, objetos menores próximos às ressonâncias limitantes foram capturados em ressonância ou tiveram suas órbitas modificadas por Netuno.

As populações 'quentes' e 'frias' são notavelmente diferentes: mais de 30% de todos os cubewanos estão em órbitas quase circulares de baixa inclinação. Os parâmetros das órbitas dos plutinos são mais uniformemente distribuídos, com um máximo local em excentricidades moderadas na faixa de 0,15–0,2 e baixas inclinações de 5–10 °. Veja também a comparação com objetos de disco dispersos .

Quando as excentricidades orbitais de cubewanos e plutinos são comparadas, pode-se ver que os cubewanos formam um 'cinturão' claro fora da órbita de Netuno, enquanto os plutinos se aproximam, ou mesmo cruzam a órbita de Netuno. Quando as inclinações orbitais são comparadas, cubewanos 'quentes' podem ser facilmente distinguidos por suas inclinações mais altas, já que os plutinos normalmente mantêm órbitas abaixo de 20 °. (Nenhuma explicação clara existe atualmente para as inclinações dos cubewanos 'quentes'.)

Esquerda: distribuição de TNO de cubewanos (azul), TNOs ressonantes (vermelho), SDOs (cinza) e sednoides (amarelo). À direita: comparação das órbitas alinhadas (visão polar e eclíptica) de cubewanos, plutinos e Netuno (amarelo).

Populações de frio e calor: características físicas

Além das características orbitais distintas, as duas populações apresentam características físicas diferentes.

A diferença de cor entre a população vermelho-fria, como 486958 Arrokoth , e a população quente mais heterogênea foi observada já em 2002. Estudos recentes, com base em um conjunto maior de dados, indicam a inclinação de corte de 12 ° (em vez de 5 °) entre as populações fria e quente e confirme a distinção entre a população homogênea vermelho-fria e a população azulada quente.

Outra diferença entre os objetos clássicos de baixa inclinação (frio) e alta inclinação (quente) é o número observado de objetos binários . Binários são bastante comuns em órbitas de baixa inclinação e são tipicamente sistemas de brilho semelhante. Binários são menos comuns em órbitas de alta inclinação e seus componentes normalmente diferem em brilho. Essa correlação, junto com as diferenças de cor, apóia ainda a sugestão de que os objetos clássicos atualmente observados pertencem a pelo menos duas populações diferentes sobrepostas, com propriedades físicas e história orbital diferentes.

Rumo a uma definição formal

Não existe uma definição oficial de 'cubewano' ou 'KBO clássico'. No entanto, os termos são normalmente usados ​​para se referir a objetos livres de perturbação significativa de Netuno, excluindo assim KBOs em ressonância orbital com Netuno ( objetos trans-netunianos ressonantes ). O Minor Planet Center (MPC) e o Deep Ecliptic Survey (DES) não listam cubewanos (objetos clássicos) usando os mesmos critérios. Muitos TNOs classificados como cubewanos pelo MPC são classificados como ScatNear (possivelmente espalhados por Netuno) pelo DES. O planeta anão Makemake é um objeto cubewano / scatnear clássico limítrofe. (119951) 2002 KX 14 pode ser um cubewano interno próximo aos plutinos . Além disso, há evidências de que o cinturão de Kuiper tem uma 'borda', em que uma aparente falta de objetos de baixa inclinação além de 47-49 UA foi suspeitada já em 1998 e mostrada com mais dados em 2001. Consequentemente, o uso tradicional de os termos são baseados no semieixo maior da órbita e incluem objetos situados entre as ressonâncias 2: 3 e 1: 2, ou seja, entre 39,4 e 47,8 UA (com exclusão dessas ressonâncias e das menores intermediárias).

Essas definições carecem de precisão: em particular, a fronteira entre os objetos clássicos e o disco espalhado permanece borrada. Em 2020, havia 634 objetos com periélio (q)> 40 AU e afélio (Q) <47 AU.

Classificação DES

Apresentado pelo relatório do Deep Ecliptic Survey de JL Elliott et al. em 2005 usa critérios formais com base nos parâmetros orbitais médios. Colocado informalmente, a definição inclui os objetos que nunca cruzaram a órbita de Netuno. De acordo com esta definição, um objeto se qualifica como um KBO clássico se:

Classificação SSBN07

Uma classificação alternativa, introduzida por B. Gladman , B. Marsden e C. van Laerhoven em 2007, usa uma integração de órbita de 10 milhões de anos em vez do parâmetro de Tisserand. Objetos clássicos são definidos como não ressonantes e não sendo espalhados por Netuno.

Formalmente, esta definição inclui como clássicos todos os objetos com suas órbitas atuais que

  • não são ressonantes (veja a definição do método )
  • tem um semi-eixo maior maior do que o de Netuno (30,1 UA; ou seja, excluindo centauros), mas menor que 2000 UA (para excluir objetos da nuvem interna de Oort)
  • não estão sendo espalhados por Netuno
  • têm sua excentricidade (para excluir objetos destacados)

Ao contrário de outros esquemas, esta definição inclui os objetos com semieixo maior inferior a 39,4 AU (ressonância 2: 3 ) - denominado cinturão clássico interno , ou mais de 48,7 (ressonância 1: 2) - denominado cinturão clássico externo , e reserva o termo cinturão clássico principal para as órbitas entre essas duas ressonâncias.

Famílias

A primeira família colisional conhecida no cinturão de Kuiper clássico - um grupo de objetos considerados remanescentes da separação de um único corpo - é a família Haumea . Inclui Haumea, suas luas, 2002 TX 300 e sete corpos menores. † Os objetos não apenas seguem órbitas semelhantes, mas também compartilham características físicas semelhantes. Ao contrário de muitos outros KBO, sua superfície contém grandes quantidades de gelo (H 2 O) e nenhum ou muito pouco tholins . A composição da superfície é inferida de sua cor neutra (em oposição ao vermelho) e absorção profunda em 1,5 e 2. μm no espectro infravermelho . Várias outras famílias colisionais podem residir no cinturão de Kuiper clássico.

† Em 2008. Os quatro objetos mais brilhantes da família estão situados nos gráficos dentro do círculo que representa Haumea.

Exploração

Trajetória da New Horizons e as órbitas de Plutão e 486.958 de Arrokoth

Em janeiro de 2019, apenas um objeto clássico do cinturão de Kuiper foi observado de perto por uma espaçonave. Ambas as espaçonaves Voyager passaram pela região antes da descoberta do cinturão de Kuiper. A New Horizons foi a primeira missão a visitar uma KBO clássica. Após a exploração bem-sucedida do sistema de Plutão em 2015, a espaçonave da NASA visitou o pequeno KBO 486958 Arrokoth a uma distância de 3.500 quilômetros (2.200 milhas) em 1 de janeiro de 2019.

Lista

Para obter uma lista mais abrangente, consulte Lista de objetos transnetunianos § Lista .

Aqui está uma lista muito genérica dos objetos clássicos do cinturão de Kuiper. Em outubro de 2020, havia cerca de 779 objetos com q> 40 AU e Q <48 AU .

Veja também

Notas de rodapé

Referências

links externos