Точность методов оценки возраста пар транснептуновых объектов на близких орбитах

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы методы оценки возраста пар транснептуновых объектов: анализ схождений линий узлов и линий апсид, анализ минимумов метрики Холшевникова. Было выполнено моделирование вероятностной эволюции модельных пар транснептуновых объектов возрастом 1 млн лет и 10 млн лет. Получены ошибки определения возраста пар при различной точности определения орбит. Около 10% транснептуновых объектов имеют достаточную точность орбит для оценки возраста пар на интервалах 2 и 15 млн лет. Ошибка определения возраста может достигать 0.7 млн лет на интервале 2 млн лет и 4.5 млн лет на интервале 15 млн лет. Для примерно 50% транснептуновых объектов, орбиты которых определены с типичной точностью, при возрасте пар 10 млн лет ошибка оценки возраста может быть сравнимой с определяемой величиной. Применение методов к оставшейся доле транснептуновых объектов, орбиты которых определены с низкой точностью, может дать ненадежные результаты, а ошибка превышать определяемую величину.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. Д. Гусев

Уральский федеральный университет

Author for correspondence.
Email: vlad06gusev@gmail.com
Russian Federation, Екатеринбург

Э. Д. Кузнецов

Уральский федеральный университет

Email: eduard.kuznetsov@urfu.ru
Russian Federation, Екатеринбург

References

  1. Гусев В.Д., Кузнецов Э.Д. Моделирование распада двойных транснептуновых объектов // Научн. тр. ИНАСАН. 2023. Т. 8. Вып. 6. С. 268–272.
  2. Кузнецов Э.Д., Аль-Шиблави О.М., Гусев В.Д. Динамическая эволюция пар транснептуновых объектов // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 2. С. 132–144. (Kuznetsov E.D., Al-Shiblawi O.M., Gusev V.D. Dynamic evolution of pairs of trans-Neptunian objects // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. P. 122–134.)
  3. Кузнецов Э.Д., Розаев А.Е., Плавалова Е., Сафронова В.С., Васильева М.А. Поиск молодых пар астероидов на близких орбитах // Астрон. вестн. 2020. Т. 54. № 3. С. 260–277. (Kuznetsov E.D., Rosaev A.E., Plavalova E., Safronova V.S., Vasileva M.A. A search for young asteroid pairs with close orbits // Sol. Syst. Res. 2020. V. 54. № 3. P. 236–252.)
  4. Пригарин С.М. Численное моделирование многомерных гауссовских распределений. Новосибирск: ИПЦНГУ, 2018. 84 с.
  5. Холшевников К.В., Кузнецов Э.Д. Обзор работ по орбитальной эволюции больших планет Солнечной системы // Астрон. вестн. 2007. Т. 41. № 4. С. 291–329. (Kholshevnikov K.V., Kuznetsov E.D. Review of the works on the orbital evolution of Solar System major planets // Sol. Syst. Res. 2007. V. 41. № 4. P. 265–300.)
  6. Benz W., Asphaug E. Catastrophic disruptions revisited // Icarus. 1999. V. 142. P. 5–20.
  7. Boehnhardt H. Split comets // Comets II / Eds: Festou M.C., Keller H.U., Weaver H.A. 2004. P. 301–316.
  8. Brown M.E., Barkume K.M., Ragozzine D., Schaller E.L. A collisional family of icy objects in the Kuiper belt // Nature. 2007. V. 446. P. 294–296.
  9. Campbell H.M., Stone L.R., Kaib N.A. Close trans-Neptunian object passages as a driver of the origin and evolution of ultrawide Kuiper Belt binaries // Astron. J. 2023. V. 165. Id. 19. (11 p.)
  10. Chiang E.I. A collisional family in the classical Kuiper Belt // Astrophys. J. Lett. 2002. V. 573. P. L65–L68.
  11. de la Fuente Marcos C., de la Fuente Marcos R. Far from random: dynamical groupings among the NEO population // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 456. P. 2946–2956.
  12. de la Fuente Marcos C., de la Fuente Marcos R. Dynamically correlated minor bodies in the outer Solar system // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2018. V. 474. P. 838–846.
  13. de Leon J., de la Fuente Marcos C., de la Fuente Marcos R. Visible spectra of (474640) 2004 VN112-2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4 m GTC: Evidence for binary dissociation near aphelion among the extreme trans-Neptunian objects // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2017. V. 46. P. L66–L70.
  14. Goździewski K., Bois E., Maciejewski A.J., Kiseleva-Eggleton L. Global dynamics of planetary systems with the MEGNO criterion // Astron. and Astrophys. 2001. V. 378. P. 569–586.
  15. Jacobson S.A., Scheeres D.J. Dynamics of rotationally fissioned asteroids: source of observed small asteroid systems // Icarus. 2011. V. 214. P. 161–178.
  16. Kholshevnikov K.V., Kokhirova G.I., Babadzhanov P.B., Khamroev U.H. Metrics in the space of orbits and their application to searching for celestial objects of common origin // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 462. P. 2275–2283.
  17. Kuznetsov E., Al-Shiblawi O., Gusev V. Dynamic evolution of pairs of trans-Neptunian objects: The case of binary and single objects in pair // Contrib. Astron. Obs. Skalnate Pleso. 2021a. V. 51. P. 226–240.
  18. Pravec P., Fatka P., Vokrouhlický D., Scheirich P., Ďurech J., Scheeres D.J., Kušnirak P., Hornoch K., Galad A., Pray D.P., and 40 co-authors. Asteroid pairs: a complex picture // Icarus. 2019. V. 333. P. 429–463.
  19. Rein H., Liu S.-F. REBOUND: an open-source multi-purpose N-body code for collisional dynamics // Astron. and Astrophys. 2012. V. 537. Id. A128.
  20. Rein H., Spiegel D.S. IAS15: a fast, adaptive, high-order integrator for gravitational dynamics, accurate to machine precision over a billion orbits // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2015. V. 446. P. 1424–1437.
  21. Rosaev A., Plávalová E. On relative velocity in very young asteroid families // Icarus. 2018. V. 304. P. 135–142.
  22. Vokrouhlický D., Nesvorný D. Pairs of asteroids probably of a common origin // Astron. J. 2008. V. 136. P. 280–290.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Age estimation for pair #1 (nominal age 1 million years, high orbital accuracy). Estimation method – analysis of convergence of node lines and apsidal lines.

Download (120KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Age estimate for pair #1 (nominal age 1 million years, high orbital accuracy). Estimation method – analysis of minima of the Kholshevnikov metric ρ2.

Download (135KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Age estimation for pair #1 (nominal age 10 million years, high orbital accuracy). Estimation method – analysis of convergence of node lines and apsidal lines.

Download (172KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Age estimate for pair #1 (nominal age 10 million years, high orbital accuracy). Estimation method – analysis of minima of the Kholshevnikov metric ρ2.

Download (176KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Age estimation for pair #2 (nominal age 10 million years, high orbital accuracy). Estimation method – analysis of convergence of node lines and apsidal lines.

Download (174KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Age estimate for pair #2 (nominal age 10 million years, high orbital accuracy). Estimation method – analysis of minima of the Kholshevnikov metric ρ2.

Download (163KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Age estimation for pair #1 (nominal age 10 million years, ultra-high orbital accuracy). Estimation method – analysis of convergence of node lines and apsidal lines.

Download (170KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Age estimate for pair #1 (nominal age 10 million years, ultra-high orbital accuracy). Estimation method – analysis of minima of the Kholshevnikov metric ρ2.

Download (160KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Age estimate for pair #1 (nominal age 10 million years, low orbital accuracy). Estimation method – analysis of convergence of node lines and apsidal lines.

Download (166KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Age estimate for pair #1 (nominal age 10 million years, low orbital determination accuracy). Estimation method – analysis of minima of the Kholshevnikov metric ρ2.

Download (151KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Age estimation for pair #2 (nominal age 10 million years, low orbital accuracy). Estimation method – analysis of convergence of nodal lines and apsidal lines.

Download (179KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Age estimate for pair #2 (nominal age 10 million years, low orbital determination accuracy). Estimation method – analysis of minima of the Kholshevnikov metric ρ2.

Download (164KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 The Russian Academy of Sciences