Disco de espalhamento
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| ‡ Trans-Neptunian planetas anões são chamado " plutoids " |
O disco de espalhamento (ou disco dispersado) é uma região distante do Sistema Solar que é pouco povoada por gelada planetas pequenas, um subconjunto da família mais ampla de objetos trans-Neptunianos. Os objetos de disco dispersa (SDOs) têm excentricidades orbitais variando tão elevadas como 0,8, inclinações tão elevadas como 40 °, e periélios superior a 30 unidades astronômicas (4,5 × 10 9 km; 2,8 × 10 9 mi). Estas órbitas extremas são acreditados para ser o resultado de gravitacional "espalhamento" pelos gigantes de gás , e os objetos continuam a ser objecto de perturbação pelo planeta Netuno . Enquanto a distância mais próxima do Sol abordado por objetos dispersos é de cerca de 30-35 AU, suas órbitas pode se estender bem além de 100 UA. Isso faz com que os objetos dispersos "entre os objetos mais distantes e frios no Sistema Solar". A parte mais interna do disco de espalhamento sobrepõe-se com um toro região em forma de objetos orbitando tradicionalmente chamado de cinturão de Kuiper , mas os seus limites exteriores chegar muito mais longe do Sol e mais acima e abaixo da eclíptica do que a correia adequada.
Devido à sua natureza instável, os astrônomos agora considerar o disco dispersado para ser o local de origem para a maioria cometas periódicos observados no Sistema Solar, com o centauros, uma população de corpos gelados entre Júpiter e Netuno, sendo o estágio intermediário na migração de um objeto a partir do disco para o Sistema Solar interior. Eventualmente, as perturbações dos planetas gigantes enviar tais objetos em direção ao Sol, transformando-os em cometas periódicos. Muitos Objetos Oort em nuvem também são acreditados para ter originado no disco disperso.
Descoberta
Durante os anos 1980, a introdução do charge-coupled device em telescópios em combinação com computadores de maior capacidade para análise de imagem permitido para pesquisas do céu profundo mais eficientes do que era prático usando a fotografia. Isso levou a uma enxurrada de novas descobertas: entre 1992 e 2006, foram detectados mais de mil objetos trans-Neptunianos.
O primeiro objeto-disco de espalhamento de ser reconhecido como tal foi 1996 TL 66, originalmente identificado em 1996 por astrônomos baseados em Mauna Kea, no Havaí. Mais três foram identificados pela mesma pesquisa em 1999: 1999 118 CV, 1999 CY 118, e 1999 CF 119. O primeiro objeto atualmente classificada como um SDO a ser descoberto foi 1995 TL 8, encontrado em 1995 por Spacewatch.
A partir de 2011, mais de 200 SDO foram identificadas, incluindo 2007 UK 126 (descoberto por Schwamb, Brown, e Rabinowitz), 2002 TC 302 ( NEAT), Eris (Brown, Trujillo, e Rabinowitz), Sedna (Brown, Trujillo, e Rabinowitz) e 2004 VN 112 ( Deep Ecliptic Survey). Embora o número de objetos no cinturão de Kuiper eo disco dispersado são hipoteticamente viés mais ou menos igual, observacional, devido à sua maior distância significa que muito menos SDOs têm sido observados até à data.
Subdivisões do espaço trans-Neptunianos
Objetos transporte-Neptunian conhecidos são freqüentemente divididas em duas subpopulações: a correia de Kuiper eo disco dispersado. Um terceiro reservatório de Objectos Trans-Neptunianos, o Nuvem de Oort, acredita-se que existem, embora não há observações diretas confirmados da nuvem de Oort foram feitas. Alguns pesquisadores sugerem ainda um espaço de transição entre o disco disperso ea nuvem de Oort interior, preenchido com " objetos desanexados ".
Disco espalhadas contra cinturão de Kuiper
O cinturão de Kuiper é relativamente grossa toro (ou "rosquinha") de espaço, estendendo-se desde cerca de 30 a 50 UA compreendendo duas populações principais de objetos do cinturão de Kuiper (KBOs): o objetos clássica Kuiper-cinto (ou "cubewanos"), que se encontram em órbitas intocado por Netuno, ea objetos de Kuiper-cinto de ressonância; aqueles que Netuno tem trancado em uma relação orbital precisas, tais como 3: 2 (o objeto gira em torno duas vezes para cada três órbitas de Netuno) e 2: 1 (o objeto gira em torno de uma vez por cada duas órbitas de Netuno). Estas proporções, chamados ressonâncias orbitais, permitir KBOs a persistir em regiões que influência gravitacional de Netuno de outra forma teria apuradas para fora sobre a idade do Sistema Solar, uma vez que os objetos nunca estão perto o suficiente para Neptune para ser espalhada por sua gravidade. Aqueles em 3: 2 ressonâncias são conhecidos como " plutinos ", porque Plutão é o maior membro do seu grupo, ao passo que os de 2: 1 ressonâncias são conhecidos como " twotinos ".
Em contraste com o cinto de Kuiper, a população de disco de espalhamento pode ser perturbado por Neptuno. Objetos de disco espalhadas vêm dentro do alcance gravitacional de Netuno em suas abordagens mais próximos (~ 30 UA), mas suas distâncias mais distantes chegar a muitas vezes isso. Investigação em curso sugere que o centauros, uma classe de gelado planetóides que a órbita entre Júpiter e Netuno, podem ser simplesmente jogados em SDOs o interior do Sistema Solar por Netuno, tornando-os "cis-Neptunian" em vez de trans-netuniano espalhados objetos. Alguns objetos, como (29981) 1999 TD 10, borrar a distinção ea Menor Centro Planet (MPC), que cataloga oficialmente tudo objetos trans-Neptunianos, agora lista centauros e SDOs juntos.
O MPC também faz uma distinção clara entre o cinto de Kuiper eo disco dispersado; separar os objetos em órbitas estáveis (o cinturão de Kuiper) daqueles em órbitas dispersos (o disco disperso e os centauros). No entanto, a diferença entre a correia de Kuiper eo disco dispersa não é bem definida, e muitos astrônomos ver o disco não dispersado como uma população separada, mas como uma região exterior do cinto de Kuiper. Outro termo utilizado é "espalhados objeto Kuiper-cinto" (ou SKBO) dos organismos da disco disperso.
Morbidelli e Brown propor que a diferença entre objetos no cinturão de Kuiper-e objetos de disco dispersa é que estes organismos "são transportados em semi-eixo maior por encontros próximos e distantes com Netuno", mas o primeiro não experimentaram tais encontros íntimos. Esta delimitação é inadequada (como eles observam) sobre a idade do Sistema Solar, uma vez que os organismos "preso em ressonâncias" poderia "passar de uma fase de dispersão de uma fase não dispersão (e vice-versa) inúmeras vezes". Ou seja, objetos trans-Neptunianos poderia viajar e para trás entre o cinto de Kuiper eo disco dispersado ao longo do tempo. Por isso, eles preferiu para definir as regiões, em vez de os objectos, definindo assim o disco dispersa como "a região de espaço orbital, que pode ser visitada por organismos que se depararam Neptune" dentro do raio de um Esfera de Hill, e do cinturão de Kuiper como "complementar ... em uma região> 30 AU"; a região do sistema solar povoada por objectos com semi-eixos maiores superiores a 30 UA.
Objetos desanexados
O Minor Planet Center classifica o objeto transneptuniano 90377 Sedna como um objeto de disco dispersado. Seu descobridor Michael E. Brown sugeriu que em vez disso deve-se considerar um objectivo Oort-nuvem interior em vez de um membro do disco dispersa, porque, com um periélio distância de 76 UA, é muito remota para ser afetado pela atração gravitacional dos planetas exteriores. Sob esta definição, um objeto com um periélio superior a 40 UA poderia ser classificada como fora do disco disperso.
Sedna não é o único tal objeto: 2000 CR 105 (descobertos antes Sedna) e 2004 VN 112 tem uma periélio muito longe de Netuno a ser influenciado por ela. Isso levou a uma discussão entre os astrônomos sobre um novo conjunto planeta menor, chamado de disco de espalhamento estendido (E-SDO). 2000 CR 105 também pode ser um objeto de Oort nuvem interna ou (mais provável) um objeto de transição entre o disco de espalhamento ea nuvem de Oort interior. Mais recentemente, esses objetos têm sido referidos como objetos separados "destacadas", ou distantes (DDO).
Não há limites claros entre as regiões dispersas e isoladas. Gomes et ai. SDOs definem como tendo "órbitas muito excêntricas, periélios para lá de Neptuno, e semi-eixos maiores para além do 1:. ressonância 2" Por esta definição, todos os objetos destacados distantes são SDOs. Desde órbitas dos objetos destacados não pode ser produzido por Netuno dispersão, mecanismos de dispersão alternativas foram propostas, incluindo uma estrela de passagem ou, um objeto do tamanho do planeta distante.
Um esquema introduzido por um relatório de 2005 do . Levantamento Ecliptic profundo por JL Elliott et al distingue duas categorias: espalhadas-próximo (ou seja típico SDOs) e (ou seja, objetos destacados) espalhados-estendidos. Objetos espalhados-perto são aqueles cujas órbitas são-orbit-crossing não planetário não ressonante, e ter um Parâmetro tisserand (em relação ao Neptune) inferior a 3. Os objectos dispersas-alargadas têm um parâmetro Tisserand (em relação ao Neptune) superior a 3 e tem uma excentricidade média em tempo maior do que 0,2.
Uma classificação alternativa, introduzido pela B. Gladman, B. Marsden e C. VanLaerhoven em 2007, usa a integração órbita 10 milhões de anos, em vez de o parâmetro Tisserand. Um objeto se qualifica como um SDO se sua órbita não é ressonante, tem um semi-eixo maior não superior a 2.000 UA, e, durante a integração, o seu semi-eixo maior mostra uma excursão de 1,5 UA ou mais. Gladman et ai. sugerir o termo objeto de disco dispersão para enfatizar este presente mobilidade. Se o objecto não é uma SDO de acordo com a definição acima, mas a excentricidade da sua órbita é maior do que 0,240, é classificada como uma TNO individual. (Objetos com menor excentricidade são considerados clássicos.) Neste esquema, o disco estende-se desde a órbita de Netuno a 2000 UA, a região conhecida como a nuvem de Oort interior.
Órbitas
O disco disperso é um ambiente muito dinâmico. Porque eles ainda são capazes de ser perturbado por Netuno, órbitas 'SDOs estão sempre em perigo de perturbação; ou de serem enviados para fora, para a nuvem Oort para dentro ou para a população centauro e, finalmente, a família de cometas de Júpiter. Por esta razão Gladman et ai. preferem referir a região em que o disco de dispersão, em vez de difusa. Ao contrário de Kuiper-cinto objetos (KBOs), as órbitas de objetos de disco dispersa pode ser inclinado até 40 ° a partir da eclíptica.
SDOs são tipicamente caracterizados por órbitas com média e alta excentricidades com um semi-eixo maior superiores a 50 UA, mas seus periélios trazê-los dentro de influência de Netuno. Ter um periélio de cerca de 30 UA é uma das características que definem os objetos dispersos, pois permite Neptune a exercer sua influência gravitacional.
Os objectos clássicos ( cubewanos) são muito diferentes dos objetos espalhados: mais de 30% de todos os cubewanos estão em baixa inclinação, quase circulares órbitas cujas excentricidades pico a 0,25. Objetos clássicos possuem excentricidades variando de 0,2 a 0,8. Embora as inclinações de objetos dispersos são semelhantes aos KBOs mais extremos, muito poucos objetos espalhados têm órbitas tão próximas da eclíptica, como grande parte da população KBO.
Embora moções no disco disperso são aleatórios, eles tendem a seguir direcções semelhantes, o que significa que SDOs podem ficar preso em ressonâncias temporários com Netuno. Exemplos de órbitas ressonantes no interior do disco disperso incluem 1: 3, 2: 7, 3:11, 5:22 e 4:79.
Formação
O disco disperso ainda está mal compreendida: nenhum modelo de formação do cinto de Kuiper e o disco de espalhamento foi ainda proposto que explica todas as suas propriedades observadas.
De acordo com os modelos contemporâneos, o disco dispersa formada quando cinturão de Kuiper (KBOs) objetos foram "espalhados" em e excêntrico órbitas inclinadas por interação gravitacional com Netuno e os outros planetas exteriores. A quantidade de tempo para que este processo ocorra permanece incerto. Uma hipótese estima um período igual a toda a idade do Sistema Solar; uma segunda postula que a dispersão ocorreu de forma relativamente rápida, durante o início de Netuno migração época.
Modelos para uma formação contínua ao longo da idade do sistema solar ilustram que pelo ressonâncias fracas no interior da correia de Kuiper (tal como 5: 7 ou 8: 1), ou com os limites de ressonâncias fortes, os objectos podem desenvolver fracos instabilidades orbital durante milhões de anos. O 4: 7, em particular de ressonância tem grande instabilidade. KBOs também pode ser deslocado em órbitas instáveis por perto passagem de objetos maciços, ou através de colisões. Ao longo do tempo, o disco disperso iria formar gradualmente a partir desses eventos isolados.
As simulações de computador também sugeriram uma formação mais rápida e mais cedo para o disco dispersado. As teorias modernas indicam que nem Urano nem Neptune poderia ter formado in situ para além de Saturno, como muito pouco matéria primordial existia naquela gama para produzir objetos de tal massa de alta. Em vez disso, esses planetas, e Saturno, pode ter formado mais perto de Júpiter, mas foram arremessados para fora durante a evolução inicial do Sistema Solar, talvez através do intercâmbio de momento angular com os objetos dispersos. Uma vez que as órbitas de Júpiter e Saturno mudou para um 2: 1 ressonância (duas órbitas de Júpiter para cada órbita de Saturno), sua atração gravitacional combinado interrompido as órbitas de Urano e Netuno, enviando Neptune para o "caos" temporário do cinto de proto-Kuiper. Como Netuno viajou para o exterior, é espalhados muitos Objectos Trans-Neptunianos para órbitas mais altas e mais excêntricos. Este modelo afirma que 90% ou mais dos objetos espalhados no disco pode ter sido "promovido nestas órbitas excêntricas por ressonâncias de Netuno durante a época de migração ... [portanto] o disco espalhadas pode não ser tão espalhada."
Composição
Objetos espalhados, como outros objetos transporte-Neptunian, têm baixas densidades e são compostas em grande parte de congelados voláteis tais como água e metano . A análise espectral do cinturão de Kuiper selecionado e objetos espalhados revelou assinaturas de compostos semelhantes. Tanto Plutão e Eris, por exemplo, mostrar as assinaturas para metano.
Astrônomos originalmente suposto que toda a população trans-netuniano iria mostrar uma cor superfície vermelha semelhante, como eles foram acreditados para ter originado na mesma região e submetidas aos mesmos processos físicos. Especificamente, esperava-se SDO ter grandes quantidades de metano superfície, quimicamente alterado em moléculas orgânicas complexas por energia a partir do sol Isso iria absorver a luz azul, criando uma tonalidade avermelhada. A maioria dos objetos clássicos exibir essa cor, mas os objetos dispersos não; em vez disso, eles apresentam uma aparência branca ou acinzentada.
Uma explicação é a exposição de camadas do subsolo mais brancos por impactos; Outra é porque a 'objectos espalhados maior distância do Sol cria um gradiente de composição, análogo ao gradiente de composição dos planetas gigantes terrestres e de gás. Mike Brown, descobridor do objeto dispersado Eris, sugere que a sua cor mais pálida poderia ser porque, em sua distância atual do Sol, sua atmosfera de metano é congelado em toda a sua superfície, criando uma camada de gelo branco brilhante polegadas de espessura. Plutão, pelo contrário, estar mais perto do Sol, seria quente o suficiente que o metano seria congelar somente na mais frias, de alto albedo regiões, deixando de baixo albedo tholin regiões cobertas de gelo nua.
Cometas
O cinturão de Kuiper foi inicialmente acreditava ser a fonte dos cometas eclíptica do Sistema Solar. No entanto, os estudos sobre a região a partir de 1992, revelaram que as órbitas no interior da correia de Kuiper são relativamente estáveis, e que estes cometas se originam a partir do disco de espalhamento dinâmico mais.
Cometas podem frouxamente ser dividido em duas categorias: de curto prazo e de longo prazo de este último ser acreditado para originar no Nuvem de Oort. Existem duas grandes categorias de cometas de período curto: cometas de Júpiter-família e cometas Halley familiares. O último grupo, que tem o nome de seu protótipo, o cometa de Halley , acredita-se que surgiram a partir da nuvem de Oort, mas ter sido atraídos para o Sistema Solar interior pela gravidade dos planetas gigantes. O primeiro tipo, a família de Júpiter, são acreditados para ter originado a partir do disco dispersado. O centaurs são pensados para ser uma fase intermediária entre dinamicamente o disco de espalhamento e a família de Júpiter.
Há muitas diferenças entre SDOs e cometas de Júpiter-família, mesmo que muitos destes últimos podem ter originado no disco disperso. Embora os centauros compartilhar uma coloração avermelhada ou neutra com muitos SDOs, seus núcleos são mais azul, indicando uma substância química fundamental ou diferença física. Uma hipótese é que são núcleos de cometas ressurgiu como eles se aproximam do Sol por materiais do subsolo que posteriormente enterrar o material mais antigo.
