Orbitale delpopulasjoner

KBOer er klassifisert etter deres største akse (gjennomsnittlig avstand fra solen), deres periheleavstand ( nærmeste tilnærming til solen), og hellingen til deres baneplan til det som dannes av solsystemets planeter. Ved å bruke disse parametrene finnes KBO-er ofte i tre forskjellige orbitalunderstrukturer.

• Resonansobjekter: KBO-er i gjennomsnittlig bevegelsesresonans (MMR) med Neptun. Anslagsvis 55.000 KBO-er som er større enn 100 km (60 miles) i diameter, kretser rundt solen i et heltall-forhold på Neptuns bane-perioder. For eksempel er Pluto i 3: 2 Neptune MMR, og fullfører to baner rundt solen på den tiden det tar Neptun å fullføre tre. Faktisk er nesten en fjerdedel av alle MMR-objekter i 3: 2-resonansen. Som anerkjennelse for dette slektskapet har disse objektene blitt kalt Plutinos.
• Varme klassikere: KBO-er med tilbøyeligheter trukket fra en bred fordeling (ca. 16 °) og med perihelavstander på mellom 35 og 40 AU (5,2 milliarder og 6 milliarder km). Den varme klassiske befolkningen består av omtrent 120 000 gjenstander med diametre større enn 100 km. Denne befolkningen anslås å inkludere 80 000 gjenstander hvis gjennomsnittlige avstand fra solen overstiger 50 AU (7,5 milliarder km), og som derfor noen ganger refereres til som det «ytre» eller «løsrevne» Kuiperbeltet.

• Kald klassikere: KBOs trukket fra en smal fordeling av banehelling (ca. 2,6 °), med gjennomsnittlige baneavstander begrenset til 42,5–47,2 AU (6,4 milliarder – 7,1 milliarder km) og perihelavstander jevnt fordelt mellom 38 AU (5,7 milliarder km) og 47,2 AU. Den kalde klassiske befolkningen er omtrent 75.000 gjenstander med en diameter på 100 km og større. Innenfor de kalde klassikene er en liten delpopulasjon kalt «kjernen» på 25.000 objekter med diametre større enn 100 km. Kjernegjenstandene har store akser mellom 43,8 og 44,4 AU (6,55 milliarder og 6,64 milliarder km), orbital eksentrisiteter på mellom 0,03 og 0,08 , og en smal hellingsfordeling som resten av den kalde klassiske komponenten.

Listen over inneholder for tiden veldefinerte underkonstruksjoner av Kuiper-beltets baneområde. objekter befinner seg i metastabile baner, det vil si at banene deres er stabile over tidsperioder på 100 millioner til 1 milliard år. Imidlertid vil noen kaotisk diffundere seg ut av den stabile regionen. Etter hvert som flere KBO-er oppdages, vil det sannsynligvis bli funnet flere betydelige orbitale populasjoner .

KBO-er som har betydelige gravitasjonsinteraksjoner med Neptun kalles «spredning av KBO-er.» Spredte KBO-er er på baner som er ustabile i tusenårige tidsskalaer. Disse objektene antas å være i overgang fra å være metastabile KBO-er til å bli Centaur-objekter og til slutt kortsiktige kometer. Den metastabile regionen som forsyner den spredte befolkningen er ikke kjent, men det kan være de varme klassikerne eller kanskje de resonante KBO-ene. Ikke alle spredningsbaner er like ustabile, og å forstå hvordan en KBO i en metastabil bane blir en kortsiktig komet, er et område med aktiv forskning. Den estimerte populasjonen av spredningskilder (3000–15 000 objekter større enn 100 km i diameter) er betydelig mindre enn teoretiske forventninger.

På grunn av det lille antallet oppdagede kilder er det estimerte antallet KBO fortsatt ganske usikkert. . Spesielt usikkert er antall små (1–10 km) KBO-er hvis denne regionen i solsystemet virkelig er reservoaret for korttidskometer. Til sammenligning anslås det å være 250 asteroider større enn 100 km i diameter og kanskje 1 million større enn 1 km. Hvis forholdet mellom antall objekter og størrelse for KBO er lik asteroider, innebærer det en total Kuiper-beltepopulasjon på mer enn 100 milliarder kilder større enn 1 km i diameter. Denne ekstrapolasjonen er hentet fra de få hundre kildene der det er presise påvisningsforhold tilgjengelig. Imidlertid er ekstrapolering fra 300 gjenstander til 100 milliarder utsatt for betydelig usikkerhet.

Som nevnt ovenfor har planeten Neptun en sterk gravitasjonspåvirkning over Kuiper-beltets banestruktur. Det er to rådende modeller for dannelse av struktur i banefordelingen av KBO-er. I «migrasjons» -modellen var Neptuns gjennomsnittlige baneavstand opprinnelig mindre (rundt 23 AU; 3,4 milliarder km). I løpet av denne langsomme orbitale veksten ble mange KBO-er fanget i orbital resonans med Neptun. Denne modellen produserer imidlertid ikke den varme klassiske komponenten. , og en annen prosess må derfor føre til mer tilbøyelige baner for KBO-er.

Alternativt, i «Nice» -modellen (oppkalt etter den franske byen der den først ble foreslått), dannet de gigantiske planetene i solsystemet i en mer kompakt konfigurasjon enn vi ser i dag, og gjennom gravitasjonsinteraksjon ble Neptun og Uranus spredt til deres nåværende beliggenhet. Nice-modellen gir en rimelig fremstilling av den varme komponenten i Kuiper-beltet, men er mindre vellykket med å produsere resonansobjekter og gir ikke en kald klassisk komponent. av strukturdannelsen i det ytre solsystemet kan være en kombinasjon av disse to scenariene eller en helt annen evolusjonsmodell.

I tillegg til de nominelle medlemmene av Kuiper-beltet beskrevet ovenfor, er det noen KBO-er som har nærmeste tilnærming til solen, etterlater dem godt utenfor Neptuns innflytelse. Sedna, et objekt hvis nærmeste tilnærming er 76,3 AU (11,4 milliarder km), er det mest ekstreme eksemplet på disse fjerne avvikerne. Disse sjeldne objektene (bare to objekter med nærmeste tilnærming større enn 47,2 AU og gjennomsnittlige solavstander større enn 200 AU (29,9 milliarder km (18,6 milliarder miles)] er for øyeblikket kjent) kan representere den ytterste kanten av Kuiper-belteområdet eller det indre kanten av en helt ny populasjon av kilder. Sedna blir noen ganger referert til som medlem av den indre Oort-skyen.