类冥王星KBO


类冥王星KBO是谐振柯伊伯带天体的特殊类型。它们位于3:2与海王星共振的平均共振轨道,就像冥王星的轨道一样。(几个类冥王星KBO的轨道属性在下表中列出)。

天体 轨道半长轴[AU] 轨道椭圆率 轨道倾角 [度] 近日点[AU] 远日点[AU]
1996 TP66 39.71 0.34 5.7 26.38 53.05
1993 SZ4 39.82 0.26 4.7 29.57 50.07
1996 RR20 40.05 0.19 5.3 32.55 47.55
1993 SB 39.55 0.32 1.9 26.91 52.18
1993 SC 39.88 0.19 5.2 32.24 47.52
1993 RO 39.61 0.20 3.7 31.48 47.73
1993 RP 39.33 0.11 2.8 35.00 43.66
1994 JR1 39.43 0.12 3.8 34.76 44.11
1994 TB 39.84 0.32 12.1 27.05 52.63
1995 HM5 39.37 0.25 4.8 29.48 49.26
1997 QJ4 39.65 0.22 16.5 30.83 48.47
1995 KK1 39.48 0.19 9.3 38.67 46.98
1995 QZ9 39.77 0.15 19.5 33.70 45.85
1995 YY3 39.39 0.22 0.4 30.70 48.08
1996 TQ66 39.65 0.13 14.6 34.59 44.71
Pluto 39.61 0.25 17.17 29.58 49.30

“类冥王星”这个名字把这些天体永久的和冥王星联系起来(参看PDF)。这仅仅是一个幽默的尝试,现在看来也是一个成功的尝试。

大约四分之一已知的KBO是类冥王星。其它的KBO位于不同的和行星谐振的轨道上(例如1995年DA2可能是在4:3)。位于2:1共振轨道的天体有时取名冥王星二(Two-tinos)。从迄今巡视过的有限的天空面积推断,我们估计类冥王星的数量大于100公里直径的有1400。误差在个位数。占整个KBO百分之几。这个数字不确定有几个原因。首先,比起经典KBOs,类冥王星(离我们)较近,所以较亮,造成观测上的优势。固有的类冥王星和经典KBO的比要比实际比小。第二,国际天文学联合会公布的初步轨道往往受制于有限的轨道弧,猜测的成分多。冥王星是由于它的大小区别于别的类冥王星:它是迄今为止最大的在3:2共振带的天体。

3:2共振带为什么会布满了小天体?已接受的想法是由雷努。马尔霍特拉 (Renu Malhotra)探讨过的。它是建筑在早期的胡利奥。费尔南德斯(Julio Fernandez)工作的基础上。她假设,介于太阳系起源阶段,由于星子角动量交换的结果,行星经历了远离太阳的径向迁移。尤其天王星和海王星向奥尔特云弹射出许多彗星,并引起它们轨道大小的变化。随着海王星向外移动,其平均运动共振被推过周围的小行星盘,就像雪犁扫雪一样,小行星盘上的物质被平均运动共振带带过。马尔霍特拉用数据模拟研究这一过程,并发现,随着海王星的移动,物质的确被困在共振带。在这一过程中,这些天体的圆周率和倾角被逐渐加大。

这种描述的优点是,把行星径向迁移做为行星盘颗粒角动量交换的必然结果。而角动量交换毫无疑问是发生了。该问题涉及的是迁移的速率,以及迁移是否平滑,还是跳动式的(跳跃性的迁移是因为离散的物质分布;每次离散物质和行星交换角动量,给行星一个“踢”的力,使得行星跳跃)。

这个图清楚地显示KBOs的轨道半长轴随偏心率变化是一个非随机分布。类冥王星位于39天文单位左右的一个带内,而其他KBOs大都离太阳更远。

已知的类冥王星的轨道倾角可以达到40度。在假设海王星运动的前提下,这和星子迁移假设所预测的结果一致(公平地说,迁移理论在解释具有很高倾角的天体上遇到困难)。有些不在和谐共振轨道上的KBOs具有比类冥王星大得多的倾角。这在动力学上是一个迷。到目前为止,对这一现象还没有一个单一的,清楚的解释。

    大卫。杰威特,2009年8月


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