УДК 523.64
О СВЯЗИ ДОЛГОПЕРИОДИЧЕСКИХ КОМЕТ С ИЗВЕСТНЫМИ И НЕИЗВЕСТНЫМИ ПЛАНЕТАМИ
© 2007 г. А. С. Гулиев*
Шамахинская астрофизическая обсерватория им. Н. Туси НАН Азербайджана
Поступила в редакцию 15.11.2006 г.
Исследуются статистические аспекты вопроса о динамической связи долгопериодических комет с планетами-гигантами (Сатурн, Уран и Нептун), карликовыми планетами (Плутон, 2003 EL6i, 2003 UB3i3) и пятью гипотетическими планетами. В статистике используются данные 859 и 888 комет (2005, 2006 гг.) с периодом P > 200 лет. Кометы группы Крейца, Марсдена, Крахта и Мейера не рассматриваются. Объектом анализа в основном являются межорбитальные минимальные расстояния комет от перечисленных планетных тел. Путем тестирования кометных данных относительно 67 плоскостей установлены эффекты, свидетельствующие в пользу кинематической связи части комет с планетами. Обсуждается также распределение перигелиев долгопериодических комет.
Ключевые слова: Солнечная система, кометы, карликовые планеты, неизвестные планеты, кометные орбиты, межорбитальные расстояния.
ON THE RELATION OF LONG-PERIOD COMETS TO KNOWN AND UNKNOWN PLANETS, by A. S. Guliev. Statistical aspects of the question of the dynamical relation of long-period comets to giant planets (Saturn, Uranus, Neptune), dwarf planets (Pluto, 2003 EL61, 2003 UB313) and five hypothetical planets are investigated. Data on 859 and 888 comets (2005, 2006) with periods P > 200 years are used in the statistics. No comets of the Kreutz, Marsden, Kracht, and Meyer groups are considered. The interorbital minimum distances of comets from the listed planetary bodies are mainly analyzed. Effects testifying to the kinematical relation of some of the comets to planets have been established by testing the cometary data relative to 67 planes. The distribution of the perihelia of long-period comets is also discussed.
PACS numbers: 96.25.Bd
Key words: Solar system, comets, dwarf planets, unknown planets, cometary orbits, interorbital distances.
ВВЕДЕНИЕ
Недавно была опубликована статья Кузьмичева и Томанова (2006), где на основе статистического анализа перигелиев, полюсов и узлов кометных орбит, а также их расстояний от орбит планет обсуждается проблема поиска транснептуновых планет. В течение последних двух десятилетий автор настоящей работы также занимается данной проблемой, и в цитируемой статье есть ряд ссылок на соответствующие работы. Однако заключительный вывод Кузьмичева и Томанова диаметрально противоположен нашим выводам и предсказаниям, что инициировало выполнение настоящей работы. Кроме того, в настоящей работе мы дополнительно рассмотрим некоторые вопросы, имеющие прямое
Электронный адрес: ayyub@dcacs.ab.az
отношение к вопросу эволюции и происхождения кометной системы.
Кузьмичев и Томанов (2006) считают, что наблюдаемый поток долгопериодических комет по распределению перигелиев в основном мало отличается от истинного, характеризующегося резкой концентрацией в зоне движения планет земной группы. Корни этой версии связаны с одной из модификаций гипотезы межзвездного происхождения комет (Радзиевский, Томанов, 1970). На определенном этапе развития этой гипотезы гравитационное влияние планет земной группы стало рассматриваться как основной механизм погашения гиперболического избытка скорости комет, идущих из межзвездного пространства. Ясно, что в таком механизме практически нет места для комет с относительно большими перигелийными расстояниями (Томанов, Калиничева, 2000). Что касается планет-гигантов и карликовых планет, в том
числе транснептуновых койперовых тел, то они могут играть лишь эпизодическую роль в эволюции кометной системы. Поэтому авторы считают, что поиск и прогнозирование таких планет с помощью долгопериодических комет является малоперспективной задачей.
СТАТИСТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
В настоящей работе нами использованы данные из последнего издания кометного каталога Мар-сдена и Уильямса (2005), любезно предоставленного нам его авторами. Однако в силу специфики поставленной задачи нам пришлось пойти на некоторую корректировку этих данных. Дело в том, что в общей совокупности комет (ОСК) четко выделяются определенные группировки. Одна из них известна давно и называется семейством Крейца. В настоящее время она состоит из более чем 1000 комет. Группы Марсдена, Крахта и Мейера выделены относительно недавно. Согласно общепринятой версии эти группы образовались после распада отдельных протокометных тел, о чем свидетельствует близость элементов орбит в каждой группе. В ко-метной астрономии такие группы представляют самостоятельный интерес, однако при исследовании особенностей ОСК их нужно исключить из рассмотрения, в противном случае мы будем иметь ряд локальных экстремумов — носителей информации не космогонического, а эволюционного характера. Желательно также учесть существование и комет-близнецов, но их не так много по сравнению с членами перечисленных групп.
Итак, приняв условие Р > 200 лет и учитывая вышесказанное, мы составили список комет, начинающийся с кометы О/-146 P1 и заканчивающийся С/2005 02. Количество комет в этом списке составляет 859. Иногда по мере надобности мы будем включать в него и кометы, открытые после августа 2005 г. и началом выполнения настоящей работы. Данные этих комет взяты из циркуляров Международного астрономического союза за соответствующий период (их всего 29), и последняя из них — С/2006 0F2. Возможно, элементы их орбит в дальнейшем будут уточняться. Однако в решении некоторых задач, не требующих дальнейших уточнений параметров (например, при анализе распределений перигелиев и узлов, статистике пе-ригелийных расстояний q и т.д.), данные этих комет будут использованы в анализе.
В статье Кузьмичева и Томанова (2006) способ выделения массива исследуемых комет детально не описан, однако, судя по количеству рассматриваемых ими комет (792), они также придерживались аналогичного правила. Различие в количествах, по-видимому, связано с тем, что мы исходим из данных 2005, 2006 гг., а они — из данных 2003 г.
На базе полученного списка комет нами создан электронный каталог, который позволяет сразу определить элементы той или иной кометной орбиты относительно какой-либо плоскости, например плоскости, вблизи которой кометные перигелии имеют минимальные широтную дисперсию (далее плоскость минимальной дисперсии), расстояние кометных узлов, распределение полюсов, угловое расстояние перигелия от какой-либо точки, межорбитальные расстояния и т.д.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИГЕЛИЕВ ДОЛГОПЕРИОДИЧЕСКИХ КОМЕТ
Вопрос о распределении перигелиев долгопери-одических комет рассматривался многими авторами. Радзиевский и Томанов (1970) старались найти в этом распределении некую связь с апексом Солнца. Однако наш анализ (Гулиев, 1985) показал, что на небесной сфере есть области, где количество перигелиев значительно больше, чем в апексальной зоне. Наконец, изучая 10°-е окрестности большого количества плоскостей, мы (Гулиев, Дадашов, 1985) сделали вывод о том, что распределение кометных перигелиев характеризуется перенаселенностью вблизи перпендикулярной к эклиптике плоскости с параметрами
0 = 100°, I = 90°.
Насколько нам известно, такой вывод был сделан впервые. Аналогичные повторные подсчеты, проведенные нами (Гулиев, 1999) и другими авторами, в том числе Томановым и Калиничевой (2000), по сути лишь уточнили полученные значения. В частности, в нашей работе (Гулиев, 1999) были найдены следующие значения
0 = 87.4°, I = 94.16°. (1)
Что касается использования принципа минимизации, то для поиска оптимальной плоскости мы (Гулиев, Дадашов, 1990) прибегли к нему, но по сути подтвердили наши прежние оценки. В дальнейшем, исследуя пояс вдоль плоскости (1), мы нашли, что в поясе 250—401 а.е. наблюдается резкое увеличение количества кометных пересечений (Гулиев, 1999). Эта закономерность, усиливающаяся открытием новых комет, была интерпретирована в пользу существования в той зоне большого планетного тела (планеты, карликовой планеты или койперова тела), инжектирующего определенную часть наблюдаемых комет.
Уравнение плоскости минимальной дисперсии принималось в виде (Гулиев, Дадашов, 1990)
Ах + Ву + Cz = 0 (2)
или
z = ах + Ьу.
Таблица 1. Распределение перигелиев долгопериодических комет относительно двух плоскостей
Интервал, град. Галактическая плоскость Плоскость(1) Интервал, град. Галактическая плоскость Плоскость(1)
от -90 до -54.9 38 50 от 5.2 до 15.8 85 101
от -54.9 до -39.5 60 73 от 15.8 до 27 122 73
от -39.5 до -27.0 65 73 от 27 до 39.5 111 72
от -27 до -15.8 88 69 от 39.5 до 54.9 101 85
от -15.8 до -5.2 85 98 от 54.9 до 90 53 74
от -5.2 до 5.2 79 120
Коэффициенты этих уравнений находились методом наименьших квадратов. Аналогичным образом проводили расчеты Томанов и Кузьмичев (2006), но найденная ими плоскость несколько отличается от нашей, она близка к плоскости экватора Галактики:
Q = 269? 3, I = 60? 2. (3)
Однако оценка статистической достоверности полученной картины авторами не была проведена. Мы провели дополнительный анализ, который показал следующее.
1. Существует весьма заметная асимметрия ко-метных перигелиев относительно плоскости (3). Это весьма труднообъяснимая реальность с точки зрения влияния Галактики.
2. Кузьмичев и Томанов (2006) отмечают субъективность выбора широты (например, 10?-й зоны исследования) охвата области исследования, использованной несколькими авторами. Здесь, по-видимому, наиболее оптимальную величину может подсказать правило Стерджеса, в рамках которого при количестве точек N = 888 число исследуемых зон должно быть n = 3.322 log 888 + 1 ~ 11. Это означает, что объектом исследования должна быть 5?2-я зона относительно той или иной плоскости. В такой окрестности Галактической плоскости содержится 79 перигелиев. Для сравнения заметим, что в такой же окрестности плоскости (1) содержатся 120 перигелиев.
3. Нужно также иметь в виду, что наблюдательная селекция больше благоприятствует окрестности Галактической плоскости, чем плоскости (1). Кометы чаше открываются вблизи перигелиев своих орбит. В этом смысле район южного пол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.