Thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương cộng hưởng

Trong thiên văn học, một thiên thể bên ngoài sao Hải Vương cộng hưởng là một thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương (TNO) có cộng hưởng quỹ đạo chuyển động trung bình với Sao Hải Vương. Chu kỳ quỹ đạo của thiên thể có cộng hưởng thì ở trong một tỉ lệ bằng số nguyên đơn với chu kỳ của Sao Hải Vương, ví dụ như 1:2, 2:3... Các TNO cộng hưởng có thể hoặc là một phần của cộng đồng Vành đai Kuiper chính, hoặc là của cộng đồng đĩa phân tán ở xa hơn.^[1]

Phân bố

Phân bố các thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương. Các thiên thể có cộng hưởng mạnh hơn có màu đỏ.

Biểu đồ bên mô tả phân bố của các thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương đã biết. Các thiên thể cộng hưởng có màu đỏ. Cộng hưởng quỹ đạo với Sao Hải Vương được đặt vào các cột dọc; 1:1 đánh dấu vị trí của quỹ đạo Sao Hải Vương và thiên thể Troia của nó, 2:3 đánh dấu quỹ đạo của Sao Diêm Vương và cácplutino, và 1:2, 2:5... đánh dấu những nhóm nhỏ hơn.

Số hiệu 2:3 hay 3:2 đều nhắc tới cùng một loại cộng hưởng đối với TNO. Không có sự tối nghĩa nào ở đây cả bởi vì theo định nghĩa thì TNO có chu kỳ lớn hơn Sao Hải Vương. Cách sử dụng phụ thuộc vào tác giả và lĩnh vực nghiên cứu.

Nguồn gốc

Các nghiên cứu bằng số học và giải tích một cách chi tiết của các cộng hưởng của Sao Hải Vương đã cho thấy rằng các thiên thể phải có một dãy năng lượng tương đối chính xác.^[2][3] Nếu bán trục lớn của thiên thể nằm bên ngoài cái dãy hẹp này thì quỹ đạo sẽ trở nên hỗn loạn, với các yếu tố quỹ đạo thay đổi nhiều.

Các loại cộng hưởng đã biết

Cộng hưởng 1:2 (plutino, thời kỳ khoảng 250 năm)

Sự cộng hưởng 2: 3 tại 39,4 AU cho đến nay là loại chiếm ưu thế trong số các đối tượng cộng hưởng, với 248 thành viên có thể được xác nhận (tính đến tháng 2 năm 2018). Các vật thể theo quỹ đạo trong cộng hưởng này được đặt tên là plutino sau Pluto, thiên thể đầu tiên được phát hiện. Các plutino lớn, được đánh số bao gồm:

• 130340 Pluto
• 90482 Orcus
• 28978 Ixion
• 38628 Huya
• 47171 Lempo
• (120216) 2004 EW95

Cộng hưởng 3:5 (thời kỳ khoảng 275 năm)

Một nhóm gồm 36 đối tượng tại 42,3 AU tính đến tháng 2 năm 2018, những đối tượng sau đã được đánh số:

• (126154) 2001 YH140
• (470523) 2008 CS190
• (15809) 1994 JS

Cộng hưởng 4:7 (thời kỳ khoảng 290 năm)

Một quần thể vật thể quan trọng khác (27 thiên thể được xác định là vào tháng 2 năm 2018) đang quay quanh Mặt trời ở 43,7 AU (ở giữa các vật thể cổ điển). Các vật thể khá nhỏ (với hai ngoại lệ, H> 6) và hầu hết chúng đi theo quỹ đạo gần với đường hoàng đạo. Các đối tượng có quỹ đạo được thiết lập tốt bao gồm:

• 385446 Manwë
• (119070) 2001 KP77
• (118378) 1999 HT11

Cộng hưởng 1:2 (twotino, thời kỳ khoảng 330 năm)

Bài chi tiết: Twotino

Các twotino có độ nghiêng nhỏ hơn 15 độ và độ lệch tâm vừa phải trong khoảng từ 0,1 đến 0,3. Một số lượng chưa biết của các cộng hưởng 2: 1 có khả năng không bắt nguồn từ một đĩa hành tinh bị quét bởi cộng hưởng trong quá trình di chuyển của Sao Hải Vương, nhưng đã bị bắt khi chúng bị phân tán.

• (119979) 2002 WC19
• (26308) 1998 SM165
• (137295) 1999 RB216
• (20161) 1996 TR66
• (130391) 2000 JG81

Cộng hưởng 2:5 (thời kỳ khoảng 410 năm)

• (84522) 2002 TC302
• (495603) 2015 AM281
• (26375) 1999 DE9

Cộng hưởng 1:1 (Thiên thể Troia của Sao Hải Vương, thời kỳ khoảng 165 năm)

• 2001 QR322
• 2010 TT191
• 2007 VL305
• 2011 HM102
• 2008 LC18

Xem thêm

• Cộng hưởng quỹ đạo

Tham khảo

1. 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.
2. Malhotra, Renu The Phase Space Structure Near Neptune Resonances in the Kuiper Belt. Astronomical Journal v.111, p.504 preprint
3. E. I. Chiang and A. B. Jordan, On the Plutinos and Twotinos of the Kuiper Belt, The Astronomical Journal, 124 (2002), pp.3430–3444. (html)

Đọc thêm

• John K. Davies; Luis H. Barrera biên tập (ngày 3 tháng 8 năm 2004). The First Decadal Review of the Edgeworth-Kuiper Belt. Springer. ISBN 1-4020-1781-2.
• E. I. Chiang; J. R. Lovering; R. L. Millis; M. W. Buie; L. H. Wasserman & K. J. Meech (tháng 6 năm 2003). “Resonant and Secular Families of the Kuiper Belt”. Earth, Moon, and Planets. Springer Netherlands. 92 (1–4): 49–62. arXiv:astro-ph/0309250. Bibcode:2003EM&P...92...49C. doi:10.1023/B:MOON.0000031924.20073.d0.
• E. I. Chiang; A. B. Jordan; R. L. Millis; M. W. Buie; L. H. Wasserman; J. L. Elliot; S. D. Kern; D. E. Trilling; K. J. Meech & R. M. Wagner (ngày 21 tháng 1 năm 2003). “Resonance occupation in the Kuiper Belt: case examples of the 5:2 and trojan resonances”. The Astronomical Journal. The American Astronomical Society. 126 (1): 430–443. arXiv:astro-ph/0301458. Bibcode:2003AJ....126..430C. doi:10.1086/375207.
• Renu Malhotra. “The Kuiper Belt as a Debris Disk” (PDF). Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 22 tháng 10 năm 2005. (as HTML)