A Measurement of the Kuiper Belt’s Mean Plane From Objects Classified By Machine Learning

要約

タイトル：機械学習によって分類された天体から求められたクァイパーベルトの平均面の計測

要約：

– Kuiper Beltの平均面の計測は、太陽系の力学モデルをテストするための潜在的な関心事である。
– 最近の測定では、一貫性のない結果が得られている。
– 本研究では、以前の測定のサンプルサイズよりも2倍以上大きなサンプルを使用して、クァイパーベルトの平均面の計測を報告する。
– 興味のあるサンプルは、機械学習を用いて識別された非共鳴のクァイパーベルトの天体である。
– Monte Carlo手順を用いて測定誤差を推定する。
– 非共鳴のクァイパーベルト全体（半長軸範囲35-150au）の平均面と、古典的なクァイパーベルト（半長軸範囲42-48au）の平均面は、太陽系の不変面にほぼ0.7度以内の距離にあり、99.7％以上の信頼性で区別できることが分かった。
– サンプルをより小さい半長軸範囲に分割すると、測定された平均面は主に不変平面と理論的に期待されるラプラス面と一致する。
– 統計的に有意な食い違いは、半長軸範囲40.3-42auと45-50auの近くで発見された。これらの範囲は、セキュラー共鳴と海王星の2：1平均運動共鳴に近接しており、ラプラス面の理論が不正確になる可能性がある。
– これらの結果は、以前報告された50au以上の半長軸での異常な歪みを支持しない。

要約(オリジナル)

Mean plane measurements of the Kuiper Belt from observational data are of interest for their potential to test dynamical models of the solar system. Recent measurements have yielded inconsistent results. Here we report a measurement of the Kuiper Belt’s mean plane with a sample size more than twice as large as in previous measurements. The sample of interest is the non-resonant Kuiper belt objects, which we identify by using machine learning on the observed Kuiper Belt population whose orbits are well-determined. We estimate the measurement error with a Monte Carlo procedure. We find that the overall mean plane of the non-resonant Kuiper Belt (semimajor axis range 35-150 au) and also that of the classical Kuiper Belt (semimajor axis range 42-48 au) are both close to (within about 0.7 degrees) but distinguishable from the invariable plane of the solar system to greater than 99.7% confidence. When binning the sample into smaller semimajor axis bins, we find the measured mean plane mostly consistent with both the invariable plane and the theoretically expected Laplace surface forced by the known planets. Statistically significant discrepancies are found only in the semimajor axis ranges 40.3-42 au and 45-50 au; these ranges are in proximity to a secular resonance and Neptune’s 2:1 mean motion resonance where the theory for the Laplace surface is likely to be inaccurate. These results do not support a previously reported anomalous warp at semimajor axes above 50 au.

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