Wiele obiektów ma orbity w rezonansie z orbitami planety Neptun (średnia ruchu rezonansowego). Mówiąc dokładniej, okres rewolucji tych ciał jest w prostej relacji do okresu Neptuna: 1: 1, 1: 2, 2: 3, 3: 5 itd. Oprócz trojanów Neptuna (obiekty rezonansowe 1: 1), wszystkie pozostałe obiekty są obiektami transneptunianami (OTN). OTN rezonujące z Neptunem są częścią głównej populacji Pasa Kuipera lub bardziej odległych rozproszonych obiektów .
Diagram ilustruje rozmieszczenie znanych obiektów transneptunowych (do 70 jednostek astronomicznych) w odniesieniu do orbit planet, a także centaurów w celach informacyjnych. Rezonujące obiekty są pokazane na czerwono. Rezonanse z Neptunem są oznaczone pionowymi liniami; 1: 1 oznacza pozycję orbity Neptuna (i trojanów ), 2: 3 orbita Plutona i plutinów , 1: 2, 2: 5 itd. oznacza małe rodziny.
Niektórzy autorzy trzymają się oznaczenia 2: 3, podczas gdy inni preferują 3: 2. Może to być mylące, ale OTN z definicji mają dłuższe okresy niż Neptun. Stwierdzenie „Pluton rezonuje z Neptunem w stosunku 2: 3” może być zatem interpretowane tylko jako „Pluton porusza się po dwóch orbitach w tym samym czasie, gdy Neptun podróżuje po trzech” . I odwrotnie, stwierdzenie, że „Pluton jest w rezonansie 3: 2 z Neptunem” należy rozumieć jako „okres rewolucji Plutona jest 3: 2 (1,5) razy dłuższy od Neptuna” .
Różnica między dwiema liczbami składającymi się na nieredukowalny stosunek rezonansu nazywana jest porządkiem rezonansu. Zatem rezonanse 1: 2 i 2: 3 są rzędu 1, rezonans 3: 5 rzędu 2, a rezonans 5:12 rzędu 7. Im wyższy rząd rezonansu, tym mniej Neptuna ma istotny wpływ na obiekty. znajduje się na tym rezonansie. W ten sposób jesteśmy świadkami następującej sprzeczności, niektóre oderwane obiekty mogą mieć słaby rezonans z Neptunem.
Szczegółowe badania analityczne i numeryczne rezonansów z Neptunem wykazały, że marginesy są dość wąskie (tj. Obiekty muszą mieć dokładnie określoną wartość energetyczną). Jeśli półoś wielka tych obiektów znajduje się poza tymi zakresami, orbita staje się chaotyczna, a elementy orbity stają się niestabilne.
Ponad 10% OTN ma rezonans 2: 3, co jest dalekie od przypadkowości. Obecnie uważa się, że obiekty zostały zebrane na większych odległościach podczas migracji Neptuna.
Długo przed odkryciem pierwszych OTNs, sugerowano, że interakcja między planet i dysku małych cząstek będzie przez chwilę transferu , spowodować ich migrację do wewnątrz, podczas gdy Jowisz, Saturn, Uran i Neptun w szczególności będzie migrować na zewnątrz. Mówi się, że w tym stosunkowo krótkim czasie Neptun uwięził obiekty na rezonansowych orbitach.
Grupy rezonansowe są tutaj wymienione w kolejności rosnącej odległości od Słońca. W tytułach, wyznacza wielkiej półosi i P okres orbitalny . Dla przypomnienia: 1 AU ( jednostka astronomiczna ) = 149 597 870 700 m ~ 149,6 miliona kilometrów ~ 8,3 minuty świetlnej.
Jest ich zdecydowanie najwięcej. W 2015 roku 132 było policzonych z ponad 120 kandydatami.
Często były postrzegane jako definiujące zewnętrzną krawędź Pasa Kuipera .
Niektóre twotinos:
Potwierdzenia są nadal potrzebne.
Rezonanse niskiego (tj. Wysokiego rzędu) mogą występować i są trudne do udowodnienia ze względu na obecny brak precyzji na orbitach tych odległych obiektów. Wiele obiektów ma okresy orbitalne dłuższe niż 300 lat i były obserwowane tylko na krótkim łuku obserwacyjnym ; Ze względu na ich dużą odległość i powolny ruch od gwiazd tła może minąć kilka dziesięcioleci, zanim większość tych odległych orbit zostanie określona wystarczająco dokładnie, aby potwierdzić rezonans lub ustalić, że to zbieg okoliczności.
Symulacje przeprowadzone przez Emel'yanenko i Kiseleva w 2007 roku pokazują, że (131696) 2001 XT 254 rezonuje 7: 3 z Neptunem. Ta sytuacja może być stabilna od 100 milionów do kilku miliardów lat.
Emel'yanenko i Kiseleva wykazali również, że (48639) 1995 TL 8 ma mniej niż 1% prawdopodobieństwa bycia w rezonansie 7: 3 z Neptunem, ale mimo to jego orbita jest bliska rezonansu.
W cubewanos z definicji nie są związane, ponieważ zbyt odległego Neptuna; jednak niektóre z nich mają słaby rezonans, na przykład (79360) Sila .
Dokładne definicje klas OTN nie są powszechnie akceptowane, granice często się zacierają, a pojęcie rezonansu nie jest precyzyjnie zdefiniowane. Deep Ecliptic Survey wprowadza zajęcia dynamiczne zdefiniowane na podstawie długoterminowej integracji z orbit ukształtowanych przez połączone perturbacji czterech olbrzymich planet.
Ogólnie rezonans ma postać:
gdzie p i q są małymi liczbami całkowitymi, λ i λ N są średnimi długościami odpowiednio obiektu i Neptuna , ale mogą również reprezentować długość peryhelium i długości węzłów (patrz Rezonans orbitalny dla podstawowych przykładów)
Obiekt jest rezonansowy, jeśli dla pewnych małych liczb całkowitych (dalej oznaczonych jako p , q , n , m , r i s ) argument (kąt) zdefiniowany poniżej jest w libracji ”( tj. Połączony )
gdzie są długościami geograficznymi peryhelium i są długościami węzłów wstępujących, dla Neptuna (z indeksami „N”) i obiektu w rezonansie (bez wskaźników).
Termin libracja oznacza tutaj okresowe oscylacje kąta wokół pewnych wartości; jest przeciwieństwem terminu cyrkulacja, w którym kąt może przyjmować wszystkie wartości od 0 do 360 stopni. Na przykład w przypadku Plutona kąt rezonansu wynosi około 180 stopni przy amplitudzie rzędu 82 stopni, czyli kąt zmienia się okresowo od 98 (180-82) przy 262 (180 + 82) stopniach.
Wszystkie plutyna odkryte podczas Głębokich Badań Ekliptyki okazały się być tego typu
który jest podobny do średniego rezonansu Plutona.
Mówiąc bardziej ogólnie, ten rezonans 2: 3 jest przykładem rezonansów p :( p + 1) (przykład 1: 2, 2: 3, 3: 4 itd. ), Które okazały się być stabilnymi orbitami. Ich kąt rezonansu to:
W tym przypadku możemy zrozumieć znaczenie kąta rezonansu , zauważając, że gdy obiekt znajduje się w peryhelium, to znaczy kiedy , wtedy mamy:
.Innymi słowy, podaj miarę odległości od peryhelium obiektu do Neptuna. Obiekt jest chroniony przed zakłóceniami, utrzymując jego peryhelium z dala od Neptuna, pod warunkiem, że ma uwolnienie pod kątem bardzo różnym od 0 °