Астрономы обнаружили, что загадочный космический объект на краю Солнечной системы оказался участником ритмичного гравитационного «танца» с Нептуном.

Объект, обозначенный как 2020 VN40, принадлежит к семейству транснептуновых объектов (ТНО) — тел, чьи орбиты лежат за пределами орбиты Нептуна. Это первый известный объект, который совершает один оборот вокруг Солнца за время, равное десяти оборотам Нептуна. Учитывая, что нептунианский год длится 164,8 земных лет, год 2020 VN40 растягивается на впечатляющие 1 648 земных лет или 19 776 месяцев!

Исследователи предполагают, что такой необычный орбитальный резонанс возник, когда 2020 VN40 временно попал под влияние гравитации ледяного гиганта. Это открытие может помочь лучше понять динамику движения объектов в далеких уголках Солнечной системы.

«Это важный шаг в изучении внешних регионов Солнечной системы, — заявила в пресс-релизе Розмари Пайк, руководитель исследования из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт. — Оно показывает, что даже в зонах, где доминирует Нептун, существуют объекты с уникальными свойствами, что позволяет по-новому взглянуть на эволюцию нашей планетной системы».

Резонансная орбита 2020 VN40 была выявлена в данных обзора LiDO (Large inclination Distant Objects), который использует телескопы CFHT (Канада-Франция-Гавайи), Джемини и Уолтера Бааде для поиска аномальных объектов во внешней Солнечной системе. Особое внимание проект уделяет ТНО с орбитами, сильно наклоненными относительно плоскости эклиптики, где Земля и большинство планет обращаются вокруг Солнца.

«Удивительно, как много малых тел в Солнечной системе движутся по столь протяженным и наклоненным орбитам», — отметила Саманта Лоулер, участница команды LiDO из Университета Реджайны.

Среднее расстояние 2020 VN40 от Солнца составляет 140 астрономических единиц (1 а.е. равна дистанции Земля-Солнце). Однако главная загадка — его синхронизация с Нептуном. В отличие от других резонансных объектов, чей перигелий (ближайшая к Солнцу точка) совпадает с афелием Нептуна (наибольшим удалением планеты от звезды), 2020 VN40 проходит перигелий одновременно с Нептуном. Из-за сильного наклона орбиты сам объект при этом находится далеко от плоскости Солнечной системы, избегая сближений с гигантом.

«Этот резонанс напоминает скрытый ритм в знакомой мелодии, — пояснила Рут Мюррей-Клей из Калифорнийского университета в Санта-Круз. — Он способен изменить наши представления о движении удаленных тел».

Открытие ставит новые вопросы об эволюции Солнечной системы. Возможно, 2020 VN40 был «захвачен» гравитацией Нептуна во время миграции планет миллиарды лет назад. Альтернативная версия — его необычная орбита сформирована воздействием гипотетической Девятой планеты или других массивных объектов.

Поиск аналогичных тел продолжается. Ключевую роль в нем сыграет обсерватория Веры Рубин, которая в 2025 году начнет масштабный обзор неба. Ее камера с разрешением 3,2 гигапикселя сможет обнаруживать даже самые тусклые объекты на окраинах нашей системы.

«Это только начало, — подчеркнула Кэтрин Волк из Института планетологии. — Мы открываем новое окно в прошлое Солнечной системы, где скрыты ответы на вопросы о ее формировании».

Результаты исследования опубликованы 7 июля в журнале The Planetary Science Journal.

Сегодня ученые выделяют более 3 000 транснептуновых объектов, но лишь единицы из них демонстрируют столь экзотические орбитальные характеристики. Анализ 2020 VN40 позволит уточнить модели, описывающие ранние стадии миграции планет-гигантов. По одной из теорий, Юпитер и Сатурн смещались внутрь системы, а Уран и Нептун — наружу, что вызвало масштабные perturbations (гравитационные возмущения) в поясе Койпера.

Кроме того, изучение подобных резонансов может пролить свет на загадку «разрыва Койпера» — области на расстоянии 50-70 а.е., где плотность объектов резко снижается. Возможно, этот феномен связан с историей взаимодействий Нептуна с малыми телами.

С каждым таким открытием карта окраин Солнечной системы становится детальнее, приближая нас к разгадке ее древнейших тайн.