W zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego, gdzie lodowe skały krążą w cieniu olbrzymów, astronomowie odkryli niezwykły układ orbitalny. Jeden z Centaurów – małych, niestabilnych ciał krążących między Saturnem a Neptunem – porusza się w rytmicznym rezonansie z Uranem. To pierwsze tego typu potwierdzone odkrycie i nowy element w fascynującej układance dynamicznych relacji grawitacyjnych między planetami a drobnymi ciałami niebieskimi.
Rezonans orbitalny: nowy taniec z Uranem
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Centaur 2015 OU194, bo o nim mowa, wykonuje trzy okrążenia wokół Słońca na każde cztery obiegi Urana. Taki układ nazywany jest rezonansem 3:4 i oznacza, że obie orbity są zsynchronizowane w precyzyjnym rytmie. Choć rezonanse orbitalne są znane z przykładów wśród księżyców Jowisza czy planetoid w pobliżu Neptuna, dotąd nie obserwowano ich w takiej nietypowej konfiguracji.
Odkrycie opisane w pracy naukowej, która aktualnie przechodzi proces recenzji przed publikacją, opiera się na analizie danych zebranych od 2015 roku przez japoński Teleskop Subaru. Zespół naukowców śledził trajektorię 2015 OU194 i przeprowadził symulacje, które wskazują, że rezonans ten może być już stabilny od co najmniej miliona lat, i może taki pozostać co najmniej przez kolejne pół miliona lat. Taka trwałość jest zaskakująca, zważywszy na chaotyczną naturę orbit Centaurów
Czym są centaury?
Centaury to lodowe ciała niebieskie, które krążą między orbitami Saturna i Neptuna. Szacuje się, że może ich być nawet 10 milionów, jednak większość z nich porusza się po niestabilnych torach pod wpływem grawitacji gazowych olbrzymów. Czasami jednak – jak w przypadku 2015 OU194 – trafiają one na konfigurację rezonansową, która stabilizuje ich ruch i utrzymuje je w stałym rytmie z jedną z planet.
Nie tylko jeden partner
2015 OU194 nie jest jedynym centaurem w rezonansie z Uranem. Znane są jeszcze dwa inne: 2000 QC243 w układzie 5:4 oraz 2001 XZ255 w rezonansie 4:3. W przeciwieństwie do nowego odkrycia oba te obiekty poruszają się po orbitach wewnętrznych względem Urana. Tymczasem 2015 OU194 wydaje się znajdować w rezonansie zewnętrznym, co czyni jego przypadek szczególnie ciekawym.
Zespół badawczy wskazuje także inne potencjalne obiekty, które mogą współdzielić podobną relację z Uranem. Jednym z kandydatów jest Centaur 2013 RG98, który również może znajdować się w rezonansie 3:4. Choć jego orbita wydaje się mniej stabilna w długim okresie, jeśli ta konfiguracja się potwierdzi, mogłaby powstać swoista grawitacyjna „trójca” z Uranem i 2015 OU194.
Inny przypadek – 2014 NX65 – nie jest powiązany z Uranem, ale może chwilowo rezonować z Neptunem w proporcji 3:2. Tego typu rezonanse bywają krótkotrwałe i zanikają w ciągu dziesiątek tysięcy lat. Dobrym przykładem może tutaj być także nowo odkryty rezonans 10:1 między Neptunem a bardzo odległym obiektem transneptunowym.
Odkrycie rezonansu 2015 OU194 rzuca nowe światło na strukturę Układu Słonecznego. Wydawać by się mogło, że jego zewnętrzne obszary są domeną przypadkowych, chaotycznych ruchów. Tymczasem okazuje się, że również tam mogą powstawać złożone i trwałe układy orbitalne – niczym kosmiczne choreografie, w których nawet najmniejsze ciała tańczą w rytmie narzuconym przez oddziaływania grawitacyjne planet.