Subpopulațiile orbitale

KBO-urile sunt clasificate după axa lor semimajoră (distanța medie față de Soare), distanța de periheliu ( cea mai apropiată apropiere de Soare) și înclinația planului lor orbital față de cel format de planetele sistemului solar. Folosind acești parametri, KBO-urile se găsesc adesea în trei substructuri orbitale distincte.

• Obiecte rezonante: KBO-urile în rezonanță de mișcare medie (MMR) cu Neptun. Se estimează că 55.000 de KBO mai mari de 100 km în diametru orbitează Soarele într-un raport întreg al perioadelor orbitale Neptun. De exemplu, Pluto se află în MMR Neptun 3: 2, completând două orbite în jurul Soarelui în timpul necesar Neptunului pentru a finaliza trei. De fapt, aproape un sfert din toate obiectele MMR se află în rezonanța 3: 2. Pentru a recunoaște această rudenie, aceste obiecte au fost denumite Plutinos.
• Clasice fierbinți: KBO-uri cu înclinații trase dintr-o distribuție largă (aproximativ 16 °) și cu distanțe de periheliu cuprinse între 35 și 40 UA (5,2 miliarde și 6 miliarde km). Populația clasică fierbinte este formată din aproximativ 120.000 de obiecte cu diametre mai mari de 100 km. Se estimează că această populație cuprinde 80.000 de obiecte a căror distanță medie de Soare depășește 50 UA (7,5 miliarde km) și care, prin urmare, sunt denumite uneori în mod colectiv centura Kuiper „exterioară” sau „detașată”.
• Clasice reci: KBO-uri extrase dintr-o distribuție îngustă a înclinațiilor orbitei (aproximativ 2,6 °), cu distanțe orbitale medii limitate la 42,5–47,2 UA (6,4 miliarde – 7,1 miliarde km) și distanțe de periheliu distribuite lin între 38 UA (5,7 miliarde km) și 47,2 UA. Populația clasică rece este de aproximativ 75.000 de obiecte cu diametre de 100 km și mai mari. În clasicele reci se află o mică subpopulație numită „miez” de 25.000 de obiecte cu diametre mai mari de 100 km. Obiectele miezului au axe semimajore între 43,8 și 44,4 UA (6,55 miliarde și 6,64 miliarde km), excentricități orbitale între 0,03 și 0,08 , și o distribuție de înclinare îngustă ca restul componentei clasice reci.

Lista de mai sus conține substructurile bine definite în prezent ale spațiului orbital al centurii Kuiper. obiectele se află pe orbite metastabile; adică orbitele lor sunt stabile pe perioade de timp cuprinse între 100 și 1 miliard de ani. Cu toate acestea, unele se vor difuza haotic din regiunea stabilă. Pe măsură ce sunt descoperite mai multe KBO-uri, este probabil să se găsească populații orbitale semnificative suplimentare. .

KBO-urile care au interacțiuni gravitaționale semnificative cu Neptun sunt numite „KBO-uri împrăștiate”. KBO-urile împrăștiate se află pe orbite care sunt instabile pe perioade de timp de un milion de ani. Se crede că aceste obiecte se află în tranziție de la a fi KBO metastabile la a deveni obiecte Centaur și în cele din urmă comete de scurtă durată. Regiunea metastabilă care furnizează populația împrăștiată nu este cunoscută, dar poate fi clasicele fierbinți sau poate KBO-urile rezonante. Nu toate orbitele de împrăștiere sunt la fel de instabile și înțelegerea modului în care un KBO pe o orbită metastabilă devine o cometă de scurtă durată este o zonă de cercetare activă. Populația estimată a surselor de împrăștiere (3.000-15.000 de obiecte mai mari de 100 km în diametru) este semnificativ mai mică decât așteptările teoretice.

Datorită numărului mic de surse detectate, numărul estimat de KBO este încă destul de incert . Deosebit de incert este numărul de KBO mici (1-10 km) dacă această regiune a sistemului solar este într-adevăr rezervorul pentru cometele de scurtă durată. Pentru comparație, se estimează că există 250 de asteroizi cu diametrul mai mare de 100 km și poate 1 milion mai mare de 1 km. Dacă relația dintre numărul obiectelor și dimensiunea pentru KBO este similară cu cea a asteroizilor, aceasta implică o populație totală a centurii Kuiper de peste 100 miliarde de surse mai mari de 1 km în diametru. Această extrapolare este derivată din câteva sute de surse pentru care sunt disponibile circumstanțe precise de detectare. Cu toate acestea, extrapolarea de la 300 de obiecte la 100 de miliarde este supusă unei incertitudini considerabile.

După cum sa menționat mai sus, planeta Neptun are o puternică influență gravitațională asupra structurii orbitale a centurii Kuiper. Există două modele predominante pentru formarea structurii în distribuția orbitală a KBO-urilor. În modelul „migrație”, distanța orbitală medie a lui Neptun a fost inițial mai mică (în jur de 23 UA; 3,4 miliarde de km). În timpul acestei creșteri orbitale lente, multe KBO au rămas prinse în rezonanță orbitală cu Neptun. Totuși, acest model nu produce componenta clasică fierbinte , iar un alt proces trebuie, prin urmare, să conducă la orbite mai înclinate pentru KBO.

Alternativ, în modelul „Nice” (numit după orașul francez unde a fost propus pentru prima dată), planetele gigantice ale sistemului solar s-au format într-o configurație mai compactă decât se vede astăzi și prin interacțiunea gravitațională Neptun și Uranus au fost împrăștiate la locațiile lor actuale. Modelul de la Nice oferă o reprezentare rezonabilă a componentei fierbinți a centurii Kuiper, dar are mai puțin succes la producerea obiectelor rezonante și nu oferă o componentă clasică rece. O explicație completă a formării structurii în sistemul solar exterior poate fi o combinație a acestor două scenarii sau un model complet diferit de evoluție.

În plus față de membrii nominali ai centurii Kuiper descriși mai sus, există unele KBO-uri a căror apropiere cea mai apropiată de Soare le lasă mult în afara influenței lui Neptun. Sedna, un obiect a cărui abordare cea mai apropiată este de 76,3 UA (11,4 miliarde de km), este cel mai extrem exemplu al acestor valori anormale îndepărtate. Aceste obiecte rare (doar două obiecte cu cele mai apropiate abordări mai mari de 47,2 UA și distanțe medii ale Soarelui mai mari de 200 UA (29,9 miliarde km (18,6 miliarde mile)] sunt în prezent cunoscute) pot reprezenta chiar marginea exterioară a regiunii centurii Kuiper sau a zonei interioare. marginea unei populații de surse complet noi. Sedna este uneori denumită membru al norului interior Oort.