За Нептуном найден транснептуновый объект с новым типом резонансных колебаний 10:1

Астрономы открыли первый объект, находящийся в резонансе 10:1 с Нептуном — то есть совершающий один оборот вокруг Солнца за десять оборотов планеты. Объект 2020 VN40 был обнаружен в рамках обзора LiDO, ориентированного на поиск далёких тел с орбитами, наклонёнными к плоскости Солнечной системы.

Орбита объекта проходит на среднем расстоянии 139,95 ± 0,05 а.е. от Солнца и наклонена к эклиптике на 33,4°. Её эксцентриситет составляет 0,727 (мера того, насколько орбита вытянута: чем ближе значение к 1, тем более вытянута).

Судя по численному моделированию, 2020 VN40 на текущем этапе временно находится в резонансе, гравитация Нептуна стабилизирует параметры его орбиты на ограниченный промежуток времени.

Чтобы проанализировать орбиту, учёные провели численное моделирование движения 200 орбитальных «клонов» 2020 VN40 — объектов с близкими начальными параметрами. На шкале 30 млн лет 199 из 201 «клонов» демонстрировали устойчивое резонансное поведение. Однако на шкале в миллиард лет более половины покинули резонанс, и лишь один из них оставался в резонансной конфигурации более 99% времени.

Ожидаемо, резонансное поведение проявлялось вокруг углов 90°, 180° и 270° — это хорошо известные так называемые «резонансные острова». Но в случае 2020 VN40 учёные впервые зафиксировали ещё один тип поведения: часть орбит начала колебаться вокруг угла 0°, что ранее не наблюдалось для таких резонансов. Этот неожиданный режим оказался особенно устойчивым для объектов с большим наклоном орбиты и чуть меньшей вытянутостью.

Математический анализ показал, что такая конфигурация может зависеть от того, в какой точке орбиты объект сближается с Нептуном. При определённых значениях наклона и ориентации орбиты точка наибольшего гравитационного воздействия смещается, и система стабилизируется вблизи угла 0°.

Ранее в исследованиях предлагались гипотезы, что аналогичные резонансные режимы могли бы быть вызваны гравитацией гипотетической Девятой планеты.

По мнению авторов открытия, уже само по себе обнаружение одного объекта в резонансе 10:1 может указывать на существование целой скрытой популяции подобных тел, которые сложно заметить из-за особенностей их орбит и ограниченности наблюдательных обзоров.

Открытие также показало, что существующая схема резонансных конфигураций с тремя устойчивыми точками (90°, 180°, 270°) не охватывает всю динамическую картину, особенно при больших наклонах орбит. Это имеет значение для будущих наблюдательных программ, включая крупные обзоры вроде LSST, которые, как ожидается, откроют множество объектов в подобных резонансах.

 Источник: The Planetary Science Journal, Изображение