Astronomai atrado paslaptingą objektą, judantį sinchroniškai su Neptūnu

Netoli apledėjusio mūsų Saulės sistemos pakraščio astronomai aptiko paslaptingą mažąjį pasaulį, kuris beveik tobulai sinchronizuojasi su Neptūnu. Šis tolimas objektas, pavadintas 2020 VN40, aplink Saulę apskrieja kartą per kiekvienus dešimt Neptūno apsisukimų. Tai pirmasis kada nors užfiksuotas ir patvirtintas 10:1 orbitinis rezonansas – unikalus reiškinys, praplečiantis mūsų supratimą apie tolimiausius Saulės sistemos kampelius.

Rezonanso galia

Dangaus mechanikoje egzistuoja reiškinys, vadinamas orbitiniu rezonansu. Jis fiksuojamas tada, kai du kosminiai kūnai aplink Saulę sukasi pagal paprastą skaičių santykį. 

Pavyzdžiui, gerai žinomas orbitinio rezonanso pavyzdys – Neptūnas ir Plutonas. Jei Plutonas apskrieja Saulę du kartus, tai Neptūnas tą padaro tris kartus (3:2 rezonansas).

O štai naujai aptiktas 2020 VN40 apskrieja Saulę kartą per dešimt Neptūno ratų – jo orbita yra beveik 9 milijardais mylių toliau ir trunka apie 1650 metų.

Nepaisant to, Neptūnas ir 2020 VN40 niekada nepriartėja pavojingai, nes juos saugo gravitacinis sinchroniškumas. Tokie rezonansiniai ryšiai stabilizuoja orbitas ir rodo, kaip Neptūnas seniau migravo per Saulės sistemą.

Naujo tyrimo metu taikyti stebėjimo modeliai rodo, kad daug objektų tolimose rezonansinėse zonose trumpam įstringa – net iki 40 proc. tarp 30 ir 100 astronominių vienetų. Rezonansas veikia kaip laiku duodami stūmimai, „užrakindami“ objektus orbitose.

Retos ir pakrypusios orbitos atradimas

2020 VN40 buvo atrastas LiDO (Large inclination Distant Objects) projekte, naudojant 3,6 m „Canada-France-Hawaii“ teleskopą snaudžiančio ugnikalnio Havajuose Mauna Kėja viršūnėje.

Papildomi stebėjimai su „Gemini“ ir „Magellan Baade“ teleskopais pratęsė stebėjimus iki 8 metų, leidžiant tiksliai nustatyti orbitos parametrus: pusiauašį apie 140 astronominių vienetų, ekscentricitetą 0,73 ir 33° pakrypimą nuo planetų orbitų plokštumos.

Tokiu atstumu objektas gauna mažiau nei 0,1 proc. Saulės šviesos, kuri pasiekia Žemę.

Skirtingai nuo daugumos rezonansinių objektų, 2020 VN40 perihelį pasiekia kartu su Neptūnu, tačiau dėl pakrypimo jie niekada nesusiduria. Kompiuteriniai modeliai rodo, kad jis juda retu „akių skylutės“ keliu, rezonanse išlikdamas milijonus metų.

Ar Neptūnas vis dar traukia objektus?

Netrukus Vera C. Rubin observatorijos stebėjimai gali žymiai padidinti aukštos pakrypimo rezonansinių objektų skaičių. Rubin dešimtmečio tyrimas (LSST) giliau nei dabartiniai stebės pietinį dangų ir leis greitai sekti besikeičiančias orbitas.

Kiekvienas naujas atradimas padės suprasti, ar Neptūnas šiuos objektus nukreipė seniai, ar vis dar juos prisitraukia dabar. Abu variantai svarbūs aiškinant, kaip planetos formuoja Saulės sistemos struktūrą.

Naujas atradimas prideda svarbią detalę išorinės Saulės sistemos paveiksle ir rodo, kad tokių slaptų, aukštos pakrypimo orbitos objektų gali būti ir daugiau.