Detached Object

Detached Objects (deutsch „Losgelöste Objekte“) sind eine Klasse von Asteroiden im äußeren Sonnensystem und gehören zu den transneptunischen Objekten. Ihr Perihel (sonnennächster Punkt) ist von Neptun, dem äußersten Planeten, und den anderen bekannten Planeten so weit entfernt, dass sie von ihnen nur mäßig beeinflusst werden. Daher erscheinen sie vom Rest des Sonnensystems „losgelöst“, mit Ausnahme der Anziehungskraft der Sonne.^[1][2]

Auf diese Weise unterscheiden sich Detached Objects erheblich von den meisten anderen bekannten transneptunischen Objekten, die eine lose definierte Gruppe von Asteroiden bilden, die durch Gravitationsbegegnungen mit den Gasplaneten, vorwiegend Neptun, in unterschiedlichem Maße auf ihrer Umlaufbahn gestört werden. Detached Objects haben größere Perihelien als andere transneptunische Objekte, einschließlich der Objekte in Bahnresonanz mit Neptun (z. B. (134340) Pluto), der klassischen Objekte des Kuipergürtels in nicht resonanten Bahnen wie (136472) Makemake sowie der Scattered Disk Objects wie (136199) Eris.

Detached Objects werden in der wissenschaftlichen Literatur auch als erweiterte Scattered Disk Object (E-SDO),^[3] Distant Detached Objects^[4] oder Scattered–Extended (etwa in der Klassifikation der Deep Ecliptic Survey) bezeichnet.^[5] Dies spiegelt die dynamische Abstufung wider, die unter den Orbitalparametern der Scattered Disk Objects und der Detached Objects besteht.

Mindestens neun Objekte wurden sicher als Detached Objects identifiziert,^[6] von denen der größte, am weitesten entfernte und bekannteste (90377) Sedna, ein Zwergplanetenkandidat, ist. Astronomische Objekte mit einem Perihel von über 50 Astronomischen Einheiten werden als Sednoide bezeichnet. Zusätzlich zu (90377) Sedna sind zwei weitere Sednoide bekannt: 2012 VP113 und (541132) Leleākūhonua.

Umlaufbahnen

Detached Objects weisen Perihele (sonnennächster Punkt) auf, die größer sind als das Aphel (sonnenentferntester Punkt) Neptuns (des äußersten Planeten). Ihre Bahnen sind oft stark exzentrische mit Großen Halbachsen von bis zu einigen hundert Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung der Erde zur Sonne). Ihre Umlaufbahnen können nicht durch Bahnstörungen der Gasplaneten erzeugt worden sein, nicht einmal durch den von ihnen aus nächsten Planeten, Neptun. Es werden eine Reihe von Möglichkeiten in Betracht gezogen, darunter die Begegnung mit einem nahe vorbeifliegenden Stern^[7], einem Planeten im Kuipergürtel (Planet Neun)^[4], möglicherweise Neptun, wenn er früher eine viel exzentrischere Umlaufbahn hatte, von der aus er Objekte in ihre aktuelle Umlaufbahn gezogen haben könnte.^{[8][9][10][11][12]} Eine weitere Entstehungsmöglichkeit ist, dass früher vorhandene Planeten, die einen gravitativen Einfluss auf Detached Objects hatten, später zu Einzelgänger-Planeten wurden.^[13][14][15]

Die Theorie der Existenz von Planet Neun legt nahe, dass die Umlaufbahnen mehrerer Detached Objects durch den Gravitationseinfluss eines großen, nicht bekannten Planeten zwischen 200 und 1200 Astronomischen Einheiten und 1200 und/oder den Einfluss von Neptun erklärt werden können.^[16]

Klassifizierung

Detached Objects sind eine von fünf unterschiedlichen Klassen der transneptunischen Objekte (TNO). Die anderen vier Klassen sind Kuipergürtelobjekte, Resonante transneptunische Objekte, Scattered Disc Objects (SDO) und Sednoide. Detached Objects haben im Allgemeinen einen Perihelabstand von mehr als 40 Astronomische Einheiten, was starke Wechselwirkungen mit Neptun verhindert, die eine ungefähr kreisförmige Umlaufbahn von etwa 30 Astronomischen Einheiten Abstand von der Sonne hätte. Es gibt jedoch keine klaren Grenzen zwischen den Scattered Disc Objects und den Detached Objects, da beide als transneptunische Objekte in einer Zwischenregion mit einem Perihelabstand zwischen 37 und 40 Astronomischen Einheiten koexistieren können.^[6] Ein solcher Zwischenkörper mit einer gut bestimmten Umlaufbahn ist (120132) 2003 FY₁₂₈.

Die Entdeckung von (90377) Sedna 2003 hat zusammen mit einigen anderen zu dieser Zeit entdeckten Objekten wie (148209) 2000 CR₁₀₅ und (612911) 2004 XR₁₉₀ die Diskussion über eine neue Kategorie entfernter Objekte angeregt, die wahrscheinlich auch Objekte der inneren Oortschen Wolke beinhalten könnte, oder Übergangsobjekte zwischen den Scattered Disc Objects und der inneren Oortschen Wolke sein könnten.^[2]

Obwohl (90377) Sedna vom Minor Planet Center offiziell als Scattered Disc Object angesehen wird, schlug sein Entdecker Michael E. Brown vor, dass es als Objekt der inneren Oortschen Wolke betrachtet werden sollte, da sein Perihelabstand von 76 Astronomischen Einheiten zu weit entfernt ist, um von der Anziehungskraft der äußeren Planeten beeinflusst zu werden.^[17] Diese Klassifizierung von (90377) Sedna als Detached Object wird in neueren Veröffentlichungen akzeptiert.^[18]

Diese Denkweise legt nahe, dass das Fehlen einer signifikanten Gravitationswechselwirkung mit den äußeren Planeten eine erweiterte äußere Gruppe schafft, die zwischen (90377) Sedna (Perihel von 76 Astronomischen Einheiten) und konventionelleren Scattered Disc Objects wie (15874) 1996 TL₆₆ (Perihel von 35 Astronomischen Einheiten).^[19]

Einfluss Neptuns

Eines der Probleme bei der Definition dieser erweiterten Kategorie besteht darin, dass schwache Bahnresonanzen existieren können und aufgrund von Planetenstörungen und des gegenwärtigen Mangels an Kenntnis der Umlaufbahnen dieser entfernten Objekte schwer nachzuweisen sind. Sie haben Umlaufzeiten von mehr als 300 Jahren und die meisten wurden nur über wenige Jahre beobachtet. Aufgrund ihrer großen Entfernung und langsamen Bewegung gegenüber Hintergrundsterne kann es Jahrzehnte dauern, bis die meisten Umlaufbahnen gut genug bestimmt sind, um eine Resonanz sicher zu bestätigen oder auszuschließen. Eine genauere Kenntnis der Umlaufbahnen und der potenziellen Resonanz dieser Objekte wird dazu beitragen, die Bewegung der Riesenplaneten und die Entstehung des Sonnensystems besser zu verstehen. Zum Beispiel zeigen Simulationen von V. V. Jemeljanenko und E. L. Kiseleva 2007, dass viele dieser Objekte mit Neptun in Resonanz stehen könnten. Sie zeigen eine zehnprozentige Wahrscheinlichkeit, dass sich (148209) 2000 CR₁₀₅ in einer 20:1-Resonanz befindet, eine 38-prozentige Wahrscheinlichkeit, dass sich 2003 QK₉₁ in einer 10:3-Resonanz befindet, eine 84-prozentige Wahrscheinlichkeit und dass sich (82075) 2000 YW₁₃₄ in einer 8:3-Resonanz befindet.^[20] Der Zwergplanetenkandidat (145480) 2005 TB₁₉₀ scheint eine Wahrscheinlichkeit von weniger als einen Prozent für eine 4:1-Resonanz zu haben.^[20]

Einfluss von hypothetischen äußeren Planeten

Michael E. Brown – der die Hypothese von Planet Neun aufgestellt hatte – stellte fest, „alle bekannten entfernten Objekte, die auch ein wenig vom Kuipergürtel entfernt sind (insbesondere Objekte mit einer Großen Halbachse größer als 100 Astronomischen Einheiten und einem Perihel von mehr als 42 Astronomischen Einheiten) unter dem Einfluss dieses hypothetischen Planeten stehen.“^[21] Carlos de la Fuente Marcos und Ralph de la Fuente Marcos berechneten, dass einige der statistisch signifikanten Verhältnismäßigkeiten mit der Hypothese von Planet Neun kompatibel sind; insbesondere eine Reihe von Objekten^[22], die als extreme transneptunische Objekte (ETNOs) bezeichnet werden^[23] kann in den Resonanzen der mittleren Bewegung von 5:3 und 3:1 mit einem mutmaßlichen Planeten Neun mit einer Hauptachse ∼700 AU gefangen sein.^[24]

Mögliche Detached Objects

Dies ist eine Liste bekannter Objekte, die von Neptuns Umlaufbahn nicht gestreut werden konnten und daher wahrscheinlich Detached Objects sind, die jedoch innerhalb der Perihel-Lücke von 50 bis 75 Astronomischen Objekte liegen, die Sednoide definiert:^{[25][26][27][28][29][30]}

Die aufgeführten Objekte haben ein Perihel von mehr als 40 Astronomischen Einheiten und eine Große Halbachse von mehr als 47,7 Astronomischen Einheiten (die 1:2-Resonanz mit Neptun und die ungefähre äußere Grenze des Kuipergürtels)^[31]

Die folgenden astronomischen Objekte könnten auch zu den Detached Objects gezählt werden, obwohl sie ein Perihel von weniger als 38 bis 40 Astronomischen Einheiten aufweisen.

Siehe auch

• Liste von transneptunischen Objekten
• Transpluto

Einzelnachweise

1. ↑ Patryk Sofia Lykawka, Tadashi Mukai: An outer planet beyond Pluto and the origin of the trans-Neptunian belt architecture. In: Astronomical Journal. Band 135, Nr. 4, 2008, S. 1161–1200, doi:10.1088/0004-6256/135/4/1161, arxiv:0712.2198, bibcode:2008AJ....135.1161L (englisch). 
2. ↑ ^{a b} David C. Jewitt, A. Delsanti: Solar System Update: Topical and Timely Reviews in Solar System Sciences. Springer-Praxis Auflage. 2006, ISBN 3-540-26056-0 (englisch, Online [PDF]). 
3. ↑ Brett Gladman: Evidence for an extended scattered disk. In: Icarus. Band 157, Nr. 2, 2002, S. 269–279, doi:10.1006/icar.2002.6860, arxiv:astro-ph/0103435, bibcode:2002Icar..157..269G (englisch). 
4. ↑ ^{a b} Rodney S. Gomes, J. Matese, Jack Lissauer: A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects. In: Icarus. Band 184, Nr. 2. Elsevier, 2006, S. 589–601, doi:10.1016/j.icarus.2006.05.026, bibcode:2006Icar..184..589G (englisch). 
5. ↑ James Ludlow Elliot, Susan D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis, Robert L. Millis, Marc William Buie, Lawrence H. Wasserman, Eugene I. Chiang, Amy B. Jordan, David E. Trilling, Karen Jean Meech: The Deep Ecliptic Survey: A search for Kuiper belt objects and centaurs. II. Dynamical classification, the Kuiper belt plane, and the core population. In: The Astronomical Journal. Band 129, Nr. 2, 2006, S. 1117–1162, doi:10.1086/427395, bibcode:2005AJ....129.1117E (englisch, Online [PDF]). 
6. ↑ ^{a b} Patryk Sofia Lykawka, Tadashi Mukai: Dynamical classification of trans-neptunian objects: Probing their origin, evolution, and interrelation. In: Icarus. Band 189, Nr. 1, Juli 2007, S. 213–232, doi:10.1016/j.icarus.2007.01.001, bibcode:2007Icar..189..213L (englisch). 
7. ↑ Alessandro Morbidelli, Harold F. Levison: Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects (148209) 2000 CR₁₀₅ and (90377) Sedna. In: The Astronomical Journal. Band 128, Nr. 5, November 2004, S. 2564–2576, doi:10.1086/424617, arxiv:astro-aph/0403358, bibcode:2004AJ....128.2564M (englisch). 
8. ↑ Brett Gladman, Matthew J. Holman, Tommy Grav, John J. Kavelaars, Martin P Nicholson, Kaare Aksnes, Jean-Marc Petit: Evidence for an extended scattered disk. In: Icarus. Band 157, Nr. 2, 2002, S. 269–279, doi:10.1006/icar.2002.6860, arxiv:astro-ph/0103435, bibcode:2002Icar..157..269G (englisch). 
9. ↑ Mankind's Explanation: 12th Planet. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
10. ↑ A comet’s odd orbit hints at hidden planet. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
11. ↑ Is There a Large Planet Orbiting Beyond Neptune? Ehemals im Original (nicht mehr online verfügbar); abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch).@1@2Vorlage:Toter Link/www.spaceref.com (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven) 
12. ↑ Signs of a Hidden Planet? Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
13. ↑ Phil Mozel: A moment with …: Brett Gladman. In: Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. Band 105, Nr. 2, 2011, S. 77, bibcode:2011JRASC.105...77M (englisch). 
14. ↑ Brett Gladman, Collin Chan: Production of the Extended Scattered Disk by Rogue Planets. In: The Astrophysical Journal. Band 643, Nr. 2, 2006, S. L135–L138, doi:10.1086/505214, bibcode:2006ApJ...643L.135G (englisch). 
15. ↑ The long and winding history of Planet X. Archiviert vom Original am 15. Februar 2016; abgerufen am 9. Februar 2016 (englisch). 
16. ↑ Konstantin Jurjewitsch Batygin, Michael E. Brown: Evidence for a distant giant planet in the Solar system. In: Astronomical Journal. Band 151, Nr. 2, 20. Januar 2016, S. 22, doi:10.3847/0004-6256/151/2/22, arxiv:1601.05438, bibcode:2016AJ....151...22B (englisch). 
17. ↑ Michael E. Brown: Sedna (The coldest most distant place known in the solar system; possibly the first object in the long-hypothesized Oort cloud). California Institute of Technology, Department of Geological Sciences, abgerufen am 2. Juli 2008 (englisch). 
18. ↑ David C. Jewitt, Amaya Moro Martín, Pedro Lacerda: Astrophysics in the Next Decade. Springer Verlag, 2009 (englisch, Online [PDF]). 
19. ↑ Marc William Buie: Orbit fit and astrometric record for 15874. SwRI, 28. Dezember 2007, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
20. ↑ ^{a b} V. V. Jemeljanenko: Resonant motion of trans-Neptunian objects in high-eccentricity orbits. In: Astronomy Letters. Band 34, Nr. 4, 2008, S. 271–279, doi:10.1134/S1063773708040075, bibcode:2008AstL...34..271E (englisch). (subscription required)
21. ↑ Michael E. Brown: Why I believe in Planet Nine. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
22. ↑ Minor Planets with semi-major axis greater than 150 AU and perihelion greater than 30 AU. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
23. ↑ Carlos de la Fuente Marcos, Raúl de la Fuente Marcos: Extreme trans-Neptunian objects and the Kozai mechanism: Signalling the presence of trans-Plutonian planets. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Band 443, Nr. 1, 1. September 2014, S. L59–L63, doi:10.1093/mnrasl/slu084, arxiv:1406.0715, bibcode:2014MNRAS.443L..59D (englisch). 
24. ↑ Carlos de la Fuente Marcos, Raúl de la Fuente Marcos: Commensurabilities between ETNOs: a Monte Carlo survey. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. Band 460, Nr. 1, 21. Juli 2016, S. L64–L68, doi:10.1093/mnrasl/slw077, arxiv:1604.05881, bibcode:2016MNRAS.460L..64D (englisch, Online). 
25. ↑ Michael E. Brown: How many dwarf planets are there in the outer solar system? (updates daily). California Institute of Technology, 10. September 2013, archiviert vom Original am 18. Oktober 2011; abgerufen am 27. Mai 2013 (englisch): „Diameter: 242km“ 
26. ↑ objects with perihelia between 40–55 AU and aphelion more than 60 AU. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
27. ↑ objects with perihelia between 40–55 AU and aphelion more than 100 AU. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
28. ↑ objects with perihelia between 40–55 AU and semi-major axis more than 50 AU. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
29. ↑ objects with perihelia between 40–55 AU and eccentricity more than 0.5. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
30. ↑ objects with perihelia between 37–40 AU and eccentricity more than 0.5. Abgerufen am 19. Januar 2023 (englisch). 
31. ↑ MPC list of q > 40 and a > 47.7. Minor Planet Center, abgerufen am 7. Mai 2018 (englisch). 
32. ↑ ^{a b} E. L. Schaller, Michael E. Brown: Volatile loss and retention on Kuiper belt objects. In: Astrophysical Journal. Band 659, Nr. 1, 2007, S. I.61–I.64, doi:10.1086/516709, bibcode:2007ApJ...659L..61S (englisch, Online [PDF; abgerufen am 2. April 2008]). 
33. ↑ Marc William Buie: Orbit Fit and Astrometric record for 04VN112. SwRI (Space Science Department), 8. November 2007, archiviert vom Original am 18. August 2010; abgerufen am 17. Juli 2008 (englisch). 
34. ↑ JPL Small-Body Database Browser: (2004 VN112). Abgerufen am 24. Februar 2015 (englisch). 
35. ↑ List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects. Abgerufen am 5. Juli 2011 (englisch): „Discoverer: CTIO“ 
36. ↑ R. L. Allen, Brett Gladman: Discovery of a low-eccentricity, high-inclination Kuiper Belt object at 58 AU. In: The Astrophysical Journal. Band 640, Nr. 1, 2006, S. L83–L86, doi:10.1086/503098, arxiv:astro-ph/0512430, bibcode:2006ApJ...640L..83A (englisch). 
37. ↑ ^{a b c d e f g h i} Scott S. Sheppard, Chadwick Trujillo, David J. Tholen: Beyond the Kuiper Belt Edge: New High Perihelion Trans-Neptunian Objects with Moderate Semimajor Axes and Eccentricities. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 825, Nr. 1, Juli 2016, S. L13, doi:10.3847/2041-8205/825/1/L13, arxiv:1606.02294, bibcode:2016ApJ...825L..13S (englisch). 
38. ↑ Scott S. Sheppard, Chad Trujillo: New Extreme Trans-Neptunian Objects: Towards a Super-Earth in the Outer Solar System. In: AstrophysicalJournal. Band 152, Nr. 6, August 2016, S. 221, doi:10.3847/1538-3881/152/6/221, arxiv:1608.08772, bibcode:2016AJ....152..221S (englisch).