Trans-Neptunian Objects (TNO)
是指平均軌道長比海王星大的星體
照字面翻就是外海王星物體
目前已經發現一千多個這樣的星體了
Trans-Neptunian Objects 又細分成兩種
1. Kuiper Belt Objects (KBO) (凱伯帶)
2. Oort Cloud (歐特雲)
這兩種集合用圖解釋比較方便
Kuiper Belt Objects
http://www.solstation.com/stars/k-belt1.jpg
Oort Cloud
http://www.solstation.com/solsys/oort.jpg
相對距離示意圖
http://www.solstation.com/solsys/sed2orb.jpg
另一張兩種一起表示的圖
http://www.solarviews.com/browse/comet/kuiper3.jpg
簡單來說
Kuiper Belt Objects 的軌道平面大致接近黃道面, 且平均軌道長約在 30AU~50AU
(1AU = 地球到太陽的平均距離)
Oort Cloud 則是四面八方的散佈成球狀, 且距離太陽有半光年到一光年 (五萬~十萬AU)
(太陽離最近的恆星距離約 4.3 光年)
Kuiper Belt Objects 又細分成三類
1. Objects in orbital resonance with Neptune
2. Cubewanos (又稱 Classical KBO)
3. Scattered Disc Objects (SDO)
第一類 Objects in orbital resonance with Neptune
翻成中文就是公轉週期跟海王星有共振關係的星體
其中最有名的就是冥王星 (Pluto)
是的, 沒錯, 就是我們一般知道的第九行星
海王星跟冥王星公轉週期比是 2:3, 也就是說, 冥王星公轉兩圈海王星就會公轉三圈
會造成這個情況的主要原因是冥王星受海王星重力影響後的結果
畢竟冥王星的質量只有月球的 18%, 而海王星的質量則有地球的 17 倍左右
而目前已經發現不止冥王星跟海王星成 2:3 共振關係
已經有一堆星體確認公轉週期跟冥王星一樣
其中比較大的有 Huya, Ixion, Orcus, and Rhadamanthus
天文學家也因此將這些星體統稱為 Plutinos
實際上, 與海王星的公轉週期有共振關係的星體還不只 Plutinos
可能的共振比例還有 3:4, 3:5, 4:7, 1:2, 2:5, 1:3
其中 1:2 共振關係的又有人將他們統稱為 Twotinos
這類星體受到海王星重力影響而被推離原本形成的軌道
因此公轉軌道大多有較高的離心率
(離心率越大, 橢圓越扁, 離心率:eccentricity, 一般簡寫為 e)
軌道面跟黃道面的傾斜角度也頗大(inclination, 一般簡寫為 i)
以 Plutinos 的 e 跟 i 的分佈圖來看
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:TheKuiperBelt_60AU_LargePlutinos.svg
其中紅線兩端點分別是
近日點(aphelion, 一般以 q 表示)跟遠日點(perihelion, 一般以 Q 表示)
(a 是軌道半長, 換言之, a=(q+Q)/2)
因為離心率大, 所以這類星體的公轉軌道有不少跟海王星相交(冥王星即為一例)
第二類 Cubewanos (又稱 Classical KBO)
是指未受海王星影響而改變其軌道的星體
此類中比較大的星體有
1992 QB1, 2005 FY9, 2003 EL61, Chaos, Deucalion, Quaoar, Varuna
Cubewanos 這類星體的公轉軌道分佈在 40AU~50AU
大致落在 Plutinos 跟 Twotinos 之間
Cubewanos 未受海王星重力影響. 他們的軌道都比較接近正圓 (e接近0)
並且軌道面跟黃道面的傾斜角度也不大 (i接近0)
因此他們的軌道不會跟海王星相交
Cubewanos 跟 Plutinos 及 Twotinos 的軌道關係示意圖
http://www.oz.nthu.edu.tw/~g924380/TheKuiperBelt_classes.png
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:TheKuiperBelt_55AU_Classical.svg
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:TheKuiperBelt_55AU_ClassicalAndPlutinos.svg
第三類 Scattered Disc Objects (SDO)
他們原本形成於 Kuiper Belt, 但是因為受到海王星的重力影響而被甩出去
造成他們軌道的橢圓比 Plutinos 跟 Twotinos 更扁 (e更大)
軌道面跟黃道面的傾斜角度也更大 (i更大)
這類星體中最有名的就是 2003 UB313 了
其他比較極端的星體有
1999 TD10 : e=0.9, 軌道為極扁的橢圓, 造成他的近日點接近土星
2002 XU93 : i=78°
Scattered Disc Objects 的 i, e, a, q, Q 關係圖
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:TheKuiperBelt_100AU_SDO.svg
最後的 Oort Cloud, 目前只有理論
並未實際觀測到屬於此類的星體
目前最有可能會屬於此類的星體是 Sedna
Sedna 的 q=76.156AU, Q=975.056AU, e=0.855
Sedna 是目前已知離太陽最遠的太陽系星體
然而, 即使他最遠接近 1000 AU
還是只有 Oort Cloud 距離最低值 50000 AU 的 2%
因此也有人將 Sedna 另外歸類成
Extended Scattered Disk Objects (E-SDO)
因為他的近日點是 76 AU, 已經超出海王星的重力影響範圍了
最後, 總整理一下
Trans-Neptunian Objects (TNO)
Kuiper Belt Objects (KBO)
Objects in orbital resonance with Neptune
Plutinos
Pluto, Huya, Ixion, Orcus, and Rhadamanthus
Twotinos
Cubewanos
Chaos, Deucalion, Quaoar, and Varuna
Scattered Disc Objects (SDO)
2003 UB313
Extended Scattered Disk Objects (E-SDO)
Sedna, 2000 OO67
Oort Cloud
Sedna
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TNO List
http://www.johnstonsarchive.net/astro/tnoslist.html
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Mission : New Horizon
Launched: January 19, 2006, 2:00pm EST.
Jupiter Gravity Assist/Flyby: February-March, 2007
Pluto/Charon Arrival: July - August, 2015
Kuiper Belt Objects (Extended Mission): 2016-2020
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