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Objeto clásico del cinturón de Kuiper

486958 Arrokoth , el primer objeto clásico del cinturón de Kuiper visitado por una nave espacial . Las órbitas de varios cubewanos comparadas con la órbita de Neptuno (azul) y P...

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486958 Arrokoth , el primer objeto clásico del cinturón de Kuiper visitado por una nave espacial .
Las órbitas de varios cubewanos comparadas con la órbita de Neptuno (azul) y Plutón (magenta).

Un objeto clásico del cinturón de Kuiper , también llamado cubewano ( / ˌ k juː b iː ˈ w ʌ n oʊ / "QB1-o"), [ a ] ​​es un objeto del cinturón de Kuiper (KBO) de baja excentricidad que orbita más allá de Neptuno y no está controlado por una resonancia orbital con Neptuno . Los cubewanos tienen órbitas con semiejes mayores en el rango de 40 a 50  UA y, a diferencia de Plutón , no cruzan la órbita de Neptuno. Es decir, tienen órbitas de baja excentricidad y, a veces, de baja inclinación , como los planetas clásicos.

El nombre " cubewano" deriva del primer objeto transneptuniano (TNO) encontrado después de Plutón y Caronte : 15760 Albion , que hasta enero de 2018 solo tenía la designación provisional (15760) 1992 QB 1. [ 2 ] Objetos similares encontrados posteriormente a menudo se denominaban "QB1-os" o "cubewanos", en honor a este objeto, aunque el término "clásico" se usa con mucha más frecuencia en la literatura científica.

Los objetos identificados como cubewanos incluyen:

Haumea fue catalogada provisionalmente como un cubewano por el Centro de Planetas Menores en 2006, [ 4 ] pero posteriormente se descubrió que se encontraba en una órbita resonante . [ 3 ]

Órbitas: poblaciones 'calientes' y 'frías'

Existen dos clases dinámicas básicas de cuerpos clásicos del cinturón de Kuiper: aquellos con órbitas relativamente inalteradas ("frías") y aquellos con órbitas marcadamente perturbadas ("calientes").

La mayoría de los cubewanos se encuentran entre la resonancia orbital 2:3 con Neptuno (donde hay plutinos ) y la resonancia 1:2. 50000 Quaoar , por ejemplo, tiene una órbita casi circular cerca de la eclíptica . Los plutinos, por otro lado, tienen órbitas más excéntricas, lo que hace que algunos estén más cerca del Sol que Neptuno .

La mayoría de los objetos clásicos, la llamada población fría , tienen inclinaciones bajas (< 5 ° ) y órbitas casi circulares, situadas entre 42 y 47 UA. Una población menor (la población caliente ) se caracteriza por órbitas muy inclinadas y más excéntricas. [ 5 ] Los términos «caliente» y «frío» no tienen nada que ver con las temperaturas superficiales o internas, sino que se refieren a las órbitas de los objetos, por analogía con las moléculas en un gas, que aumentan su velocidad relativa a medida que se calientan. [ 6 ]

El Deep Ecliptic Survey informa sobre las distribuciones de las dos poblaciones; una con una inclinación centrada en 4,6° (denominada Core ) y otra con inclinaciones que se extienden más allá de 30° ( Halo ). [ 7 ]

Semieje mayor e inclinación de los objetos del cinturón de Kuiper, con KBO clásicos fríos (azul), KBO clásicos calientes (azul claro), plutinos (naranja) y KBO resonantes (rojo). La familia Haumea se destaca adicionalmente en azul pizarra.

Distribución

La gran mayoría de los objetos del cinturón de Kuiper (más de dos tercios) tienen inclinaciones inferiores a 5° y excentricidades inferiores a 0,1. Sus semiejes mayores muestran una preferencia por la parte central del cinturón principal; es probable que los objetos más pequeños cercanos a las resonancias límite hayan sido capturados en resonancia o que sus órbitas hayan sido modificadas por Neptuno.

Las poblaciones «calientes» y «frías» son notablemente diferentes: más del 30 % de todos los cubewanos se encuentran en órbitas de baja inclinación, casi circulares. Los parámetros de las órbitas de los plutinos están distribuidos de manera más uniforme, con un máximo local en excentricidades moderadas en el rango de 0,15 a 0,2 y bajas inclinaciones de 5 a 10°. Véase también la comparación con objetos de disco dispersos .

Los cubewanos forman un claro «cinturón» fuera de la órbita de Neptuno, mientras que los plutinos se aproximan a ella, o incluso la cruzan. Al comparar las inclinaciones orbitales, los cubewanos «calientes» se distinguen fácilmente por sus mayores inclinaciones, ya que los plutinos suelen mantener órbitas inferiores a 20°. La elevada inclinación de los cubewanos «calientes» aún no se ha explicado. [ 8 ]

Izquierda: Distribución de TNOs de cubewanos (azul), TNOs resonantes (rojo), SDOs (gris) y sednoides (amarillo). Derecha: Comparación de las órbitas alineadas (vista polar y eclíptica) de cubewanos, plutinos y Neptuno (amarillo).

Poblaciones frías y cálidas: características físicas

Además de las características orbitales distintivas, las dos poblaciones presentan características físicas diferentes.

La diferencia de color entre la población roja fría, como 486958 Arrokoth , y la población cálida más heterogénea se observó ya en 2002. [ 9 ] Estudios recientes, basados ​​en un conjunto de datos más amplio, indican la inclinación de corte de 12° (en lugar de 5°) entre las poblaciones frías y cálidas y confirman la distinción entre la población roja fría homogénea y la población cálida azulada. [ 10 ]

Otra diferencia entre los objetos clásicos de baja inclinación (fríos) y alta inclinación (calientes) es el número observado de objetos binarios . Los sistemas binarios son bastante comunes en órbitas de baja inclinación y suelen tener un brillo similar. Son menos comunes en órbitas de alta inclinación y sus componentes suelen diferir en brillo. Esta correlación, junto con las diferencias de color, respalda aún más la sugerencia de que los objetos clásicos observados actualmente pertenecen al menos a dos poblaciones superpuestas diferentes, con propiedades físicas e historial orbital distintos. [ 11 ]

Hacia una definición formal

No existe una definición oficial de 'cubewano' o 'KBO clásico'. Sin embargo, los términos se utilizan normalmente para referirse a objetos libres de perturbaciones significativas de Neptuno, excluyendo así a los KBO en resonancia orbital con Neptuno ( objetos transneptunianos resonantes ). El Centro de Planetas Menores (MPC) y el Sondeo Eclíptico Profundo (DES) no incluyen cubewanos (objetos clásicos) utilizando los mismos criterios. Muchos TNO clasificados como cubewanos por el MPC, como el planeta enano Makemake , son clasificados como ScatNear (posiblemente dispersados ​​por Neptuno) por el DES. (119951) 2002 KX 14 puede ser un cubewano interior cerca de los plutinos . Además, hay evidencia de que el cinturón de Kuiper tiene un "borde", ya que se sospechaba una aparente falta de objetos de baja inclinación más allá de 47–49 UA ya en 1998 y se demostró con más datos en 2001. [ 12 ] En consecuencia, el uso tradicional de los términos se basa en el semieje mayor de la órbita e incluye objetos situados entre las resonancias 2:3 y 1:2, es decir, entre 39,4 y 47,8 UA (excluyendo estas resonancias y las menores intermedias). [ 5 ]

Estas definiciones carecen de precisión: en particular, el límite entre los objetos clásicos y el disco disperso permanece borroso. A partir de 2023, hay 870 objetos con perihelio (q) > 40 UA y afelio (Q) < 48 UA. [ 13 ]

Clasificación DES

Introducida por el informe del Deep Ecliptic Survey de JL Elliott et al. en 2005, utiliza criterios formales basados ​​en los parámetros orbitales medios. [ 7 ] En términos informales, la definición incluye los objetos que nunca han cruzado la órbita de Neptuno. Según esta definición, un objeto se clasifica como un KBO clásico si:

Clasificación SSBN07

Una clasificación alternativa, introducida por B. Gladman , B. Marsden y C. van Laerhoven en 2007, utiliza una integración orbital de 10 millones de años en lugar del parámetro de Tisserand. Los objetos clásicos se definen como aquellos que no son resonantes y que actualmente no son dispersados ​​por Neptuno. [ 14 ]

Formalmente, esta definición incluye como clásicos todos los objetos con sus órbitas actuales que

  • no son resonantes (véase la definición del método )
  • tienen un semieje mayor mayor que el de Neptuno (30,1 UA; es decir, excluyendo los centauros) pero menor que 2000 UA (para excluir los objetos de la nube de Oort interior).
  • no están siendo dispersados ​​por Neptuno
  • tienen su excentricidad (para excluir objetos separados)mi<0,240{\displaystyle e<0.240}

A diferencia de otros esquemas, esta definición incluye los objetos con semieje mayor menor de 39,4 UA (resonancia 2:3) —denominados cinturón clásico interno— o mayor de 48,7 (resonancia 1:2) —denominados cinturón clásico externo— y reserva el término cinturón clásico principal para las órbitas entre estas dos resonancias. [ 14 ]

Familias

La primera familia colisional conocida en el cinturón de Kuiper clásico —un grupo de objetos que se cree que son remanentes de la ruptura de un solo cuerpo— es la familia Haumea . [ 15 ] Incluye Haumea, sus lunas, 2002 TX 300 y siete cuerpos más pequeños. [ b ] Los objetos no solo siguen órbitas similares, sino que también comparten características físicas similares. A diferencia de muchos otros KBO, su superficie contiene grandes cantidades de hielo de agua (H 2 O) y pocas o ninguna tolina . [ 16 ] La composición de la superficie se infiere de su color neutro (en contraposición al rojo) y la profunda absorción a 1,5 y 2 μm en el espectro infrarrojo . [ 17 ] Varias otras familias colisionales podrían residir en el cinturón de Kuiper clásico. [ 18 ] [ 19 ]

Exploración

Trayectoria de New Horizons y las órbitas de Plutón y 486958 Arrokoth.

Hasta enero de 2019, solo un objeto clásico del cinturón de Kuiper había sido observado de cerca por naves espaciales. Ambas naves Voyager habían pasado por la región antes del descubrimiento del cinturón de Kuiper. [ 20 ] New Horizons fue la primera misión en visitar un KBO clásico. Después de su exitosa exploración del sistema de Plutón en 2015, la nave espacial de la NASA visitó el pequeño KBO 486958 Arrokoth a una distancia de 3500 kilómetros (2200 millas) el 1 de enero de 2019. [ 21 ]

Lista

Aquí hay una lista muy genérica de objetos clásicos del cinturón de Kuiper. A julio de 2023, hay alrededor de 870 objetos con q > 40 UA y Q < 48 UA . [ 13 ]

Véase también

Notas a pie de página

  1. ^ Un tanto anticuado, pero el Centro de Planetas Menores todavía usa "cubewano" para su lista de planetas menores distantes. [ 1 ]
  2. ^ Datos de 2008. Los cuatro objetos más brillantes de la familia están situados en los gráficos dentro del círculo que representa a Haumea.

Referencias

  1. ^ "Planetas menores distantes" .
  2. ^ Jewitt, David . "Objetos clásicos del cinturón de Kuiper" . UCLA . Consultado el 1 de julio de 2013 .
  3. ^ a b c d Brian G. Marsden (30 de enero de 2010). "MPEC 2010-B62: Planetas menores distantes (13 de febrero de 2010, TT)" . Centro de Planetas Menores de la IAU. Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica . Recuperado el 26 de julio de 2010 .{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  4. ^ "MPEC 2006-X45: Planetas menores distantes" . Red informática del Centro de Planetas Menores de la IAU y la Fundación Tamkin. 12 de diciembre de 2006. Consultado el 3 de octubre de 2008 .
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  • Jewitt, David . "Sitio del cinturón de Kuiper" . UCLA.
  • "El boletín electrónico del Cinturón de Kuiper" .
  • "Lista de objetos transneptunianos" , Centro de Planetas Menores de la IAU, minorplanetcenter.org , Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, archivado del original el 27 de agosto de 2010.
  • "Páginas de TNO" . johnstonarchive.net .
  • "Gráfico de las posiciones actuales de los cuerpos en el Sistema Solar Exterior" . Centro de Planetas Menores de la IAU. minorplanetcenter.org . Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.
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