90482 Orkas

Etimologija

Pagal tarptautinės astronomų sąjungos pavadinimų suteikimo gaires objektai, kurių dydis ir orbita panašūs į Plutoną, yra vadinami požeminio pasaulio dievybių vardais. Laikydamiesi šių garių atradėjai pasiūlė mirties dievo etruskų ir romėnų mitologijoje Orko vardą. Orko vardas buvo patvirtintas ir paskelbtas 2004 metų lapkričio 22 dieną.

Orbita ir sukimasis

Orkas yra rezonansinėje 2:3 orbitoje su Neptūnu. Orbitinis periodas lygus 247 metams. Orbita savo forma panaši į Plutono (eliptinė), bet atvirkščiai orientuota. Nors vienu momentu orbita pasiekia Neptūno orbitą, rezonansas tarp dviejų objektų užtikrina, kad Orkas visada yra dideliu atstumu nuo Neptūno. Per 14000 metų periodą Orkas išlieka daugiau nei 18 astronominių vienetų nuo Neptūno. Kadangi abipusis rezonansas su Neptūnu priverčia Orką ir Plutoną išlikti skirtingose jų panašaus judėjimo fazėse, Orkas kartais vadinamas anti Plutonu.
Orkas pasieks savo afelį 2019 metais. Deep Ecliptic Survey projekto simuliacijos rodo, kad per 10 milijonų metų Orko perihelis gali sumažėti iki 27,8 astronominių vienetų, t. y. peržengti Neptūno orbitą.
Sukimosi aplink ašį periodas šiuo metu nežinomas. Įvairūs fotometriniai tyrimai pateikė skirtingus rezultatus. Periodas varijuoja nuo 7 iki 21 valandos su nedidelėmis amplitudės variacijomis arba be jų. Ortizo et al. nustatytas apie 10,5 h rezultatas šiuo metu atrodo labiausiai tikėtinas. Orko sukimosi poliai tikriausiai sutampa su jo palydovo, Vantos, orbitos poliais. Tai reiškia, kad Orkas šiuo metu matomas poliaus viršuje, kas paaiškintų beveik nematomą sukimosi ryškumo moduliaciją. Jei Orkas visada atsisukęs ta pačia puse su palydovu, tada jo sukimosi periodas sutampa su Vantos 9,7 dienos apskriejimo periodu.

Dydis ir ryškumas

Orko absoliutinis ryškis yra apie 2,3. Spitzer kosminio teleskopo tolimosios srities infraraudonųjų spindulių ir Herschel kosminio teleskopo su dar ilgesnėmis bangomis atpažinimas apibrėžė Orko skersmenį ties 850 ± 90 km riba. Orko albedas greičiausiai yra nuo 22% iki 34%, kuris gali būti tipinis už Neptūno esantiems objektams, kurių skersmuo artėja prie 1000 km.
Aukščiau nurodytas ryškio ir dydžio įvertinimas buvo padarytas, manant, kad Orkas yra vienintelis objektas. Vėliau atrastas sąlyginai didelis palydovas Vanta gali labai paveikti šiuos dydžius. Vantos absoliutinis ryškis yra 4,88, kas reiškia, jog palydovas 11 kartų mažiau ryškus nei Orkas. Jei abiejų kūnų albedas yra 0,27, tai Orko dydis yra apie 810 km, tuo tarpu Vantos dydis apie 270 km. Jei Vantos albedas yra 0,12 – tipinis nedideliems rausviems Koiperio žiedo objektams, tai dydžiai yra apytiksliai 760 ir 380 km atitinkamai.

Masė ir tankis

Nuo to laiko, kai tapo žinoma, jog Orkas yra binarinė sistema, bendra sistemos masė buvo apskaičiuota apytikriai lygi 6.32 ± 0.05×10²⁰ kg. Tai yra 3,8% masyviausios žinomos nykštukinės planetos Eridės masės. Masės pasiskirstymas tarp Orko ir Vantos priklauso nuo jų santykinio dydžio. Jei palydovo dydis yra apie trečdalis Orko dydžio, tai palydovo masė sudarys tik 3% visos masės. Jei Vantos dydis yra apie 380 km, tai jos masė gali sudaryti 8% Orko masės.
Orko (ir manoma, kad ir jo palydovo) tankis yra apie 2,3 g/cm ³.

Spektras ir paviršius

Pirmieji spektroskopiniai stebėjimai 2004 metais parodė, kad matomas Orko spektras yra neutralios spalvos ir neturintis ryškių savybių. Tuo tarpu artimosios srities 1,5 ir 2,0 μm ilgio infraraudonųjų spindulių stebėjimai parodė vidutiniškai ryškias vandens absorbcijos juostas. Tolimesni infraraudonųjų spindulių tyrimai 2004 metais, naudojant pietų Europos ir Gemini observatorijas patvirtino rezultatus apie vandens ledo ir organinių medžiagų, tokių kaip tolinai, mišinį. Vandens ir metano ledai gali dengti ne daugiau kaip 50% ir 30% paviršiaus atitinkamai. Tai reiškia, kad ledo proporcija paviršiuje yra mažesnė nei Charono, bet panaši į Tritono.
Vėlesni 2008–2010 metų infraraudonųjų spindulių spektroskopiniai stebėjimai su didesniu signalo/triukšmo santykiu atskleidė papildomas spektro savybes. Tarp jų stiprią signalo absorbciją vandens ledu 1,65 μm ilgio spindulyje, kas yra kristalinio vandens ledo Orko paviršiuje įrodymas, ir naują absorbcijos liniją 2,22 μm ilgio spindulyje. Paskutinės savybės kilmė nėra iki galo aiški. Ji gali būti sąlygota amoniako skaidymusi vandens lede arba dėl metano/etano ledo. Spinduliavimo perdavimo modeliavimas parodė, kad vandens ledo, tolinų, etano ledo ir amoniako jono (NH₄⁺) mišinys labiausiai atitinka spektrą, tuo tarpu vandens ledo, tolinų, metano ledo ir amoniako hidrato kombinacija šiek tiek prasčiau atitinka spektrą. Tuo tarpu tik amoniako hidrato, tolinų ir vandens ledo mišinys nepateikė tenkinamo atitikmens. Taigi 2010 metais vienintelės patikimai identifikuotos medžiagos Orko paviršiuje yra kristalinis vandens ledas ir greičiausiai tamsieji tolinai. Patikimesnis amoniako, metano ir kitų angliavandenilių atpažinimas reikalauja geresnio infraraudonųjų spindulių spektro.

Palyginimas su palydovais ir kitais už Neptūno esančiais kūnais

Orkas peržengia už Neptūno esančių objektų ribą pagal masę, kurie gali išlaikyti greit išgaruojančias medžiagas, tokias kaip metanas, savo paviršiuje. Atspindžio spektras rodo stipriausią signalo absorbciją vandens ledu, palyginti su bet kuriuo kitu Koiperio žiedo objektu, kurie nėra susiję su Haumėjos kolizijos šeima. Dideli lediniai Urano palydovai turi gana panašų infraraudonųjų spindulių spektrą. Tarp visų už Neptūno orbitos esančių objektų Plutono palydovas Charonas atrodo panašiausias į Orką. Jis turi didesnį albedą, bet artimos srities infraraudonųjų spindulių ir matomos šviesos spektras labai panašus. Taip pat panašūs jų tankiai ir abu turi daug vandens ledo paviršiuje. 50000 Kvaharas – panašaus dydžio už Neptūno esantis objektas turi stiprias absorbcijos savybes vandens ledu savo spektre, bet yra daug raudonesnis matomam spektre. Haumėja ir kiti iš jo kolizijos šeimos objektai turi daug didesnį albedą ir daug stipresnę spektro absorbciją vandeniu negu Orkas. Galiausiai (208996) 2003 AZ₈₄ – kitas didelis objektas, esantis 2:3 rezonansinėje orbitoje su Neptūnu, turi panašias į Orką spektro savybes.