We investigate the possible origins of real high-inclination Centaurs and trans-neptunian objects using a high-resolution statistical search for stable orbits that simulates their evolution back in time to the epoch when planet formation ended 4.5 billion years in the past. The simulation is a precise orbit determination method that does not involve ad hoc initial conditions or assumptions such as those found in planetesimal disk relaxation models upon which their conclusions depend. It can therefore be used to independently test origin theories based on relaxation models by examining the past orbits of specific real objects. Here, we examined 17 multiple-opposition high-inclination Centaurs and the two polar trans-neptunian objects 2008 KV42 and (471325) 2011 KT19. The statistical distributions show that their orbits were nearly polar 4.5 Gyr in the past, and were located in the scattered disk and inner Oort cloud regions. Early polar inclinations cannot be accounted for by current Solar system formation theory as the early planetesimal system must have been nearly flat in order to explain the low-inclination asteroid and Kuiper belts. Furthermore, the early scattered disk and inner Oort cloud regions are believed to have been devoid of Solar system material as the planetesimal disk could not have extended far beyond Neptune's current orbit in order to halt the planet's outward migration. The nearly polar orbits of high-inclination Centaurs 4.5 Gyr in the past therefore indicate their probable early capture from the interstellar medium.
Near-UV Reddening Observed in the Reflectance Spectrum of High Inclination Centaur 2012 DR30
轨道倾角和近日点（i > 60度; q >= 15天文单位）都很大的半人马座小行星，是一小部分我们知之甚少的小行星，它们被预测会从奥尔特云内部进入太阳系的巨行星区域。因此，它们是目前可以直接观察到的相对未改变的奥尔特云材料的少数样品之一。在这里，我们提出了这些物体中最大的一个，2012 DR 30的两个新的反射光谱，以限制其颜色和表面成分。与2012 DR 30具有可变光学颜色的报道相反，我们发现，在0.55-0.8微米处，来自大多数新的和公开的数据集的其光谱梯度的一致测量在其不确定性内与S ~ 10+/-1%/0.1微米的光谱梯度一致。然而，2012 DR 30在近紫外/蓝光和近红外波长的光谱变化仍然相对不受约束;需要自洽旋转分辨的后续观测来确定这些区域的任何光谱变化。我们初步确认了先前在2012 DR 30表面检测到的水冰，并始终观察到其光谱梯度从0.6微米左右的波长到近紫外波长的稳定陡峭。导致观察到的变红的合理表面材料可能包括层状硅酸盐中所含的氧化铁和芳族难熔有机物。
Col-OSSOS: Color and Inclination are Correlated Throughout the Kuiper Belt
必须考虑物理和动力学性质来约束动力学激发的遥远太阳系种群的起源。我们提出了高精度（g-r）的颜色为25个小（Hr>5）动态激发的海王星外天体（TNO）和半人马座获得的颜色的外太阳系起源调查（Col-OSSOS）的一部分。我们结合我们的数据集与以前公布的测量，并考虑一组229种颜色的外太阳系物体的动态激发轨道。整体颜色分布是双峰的，可以分解为两个不同的类别，称为“灰色”和“红色”，每个类别都具有正常的颜色分布。这两种颜色类别具有不同的倾斜分布：红色对象具有比灰色对象更低的倾斜。这种趋势适用于所有动态激发的TNO群体。即使在最坏的情况下，发现调查中的偏差也不能解释这种趋势：这是TNO群体固有的。考虑到TNO是半人马座的前身，并且它们的倾斜度在成为半人马座时大致保持不变，我们的发现解决了半人马座是迄今为止唯一被确定表现出这种特性的外太阳系种群的难题（Tegler et al. 2016）。灰色和红色动态激发TNO的不同轨道分布提供了强有力的证据，表明它们的颜色是由于在具有成分梯度的微行星盘中的不同形成位置。
On the Dynamical Origins of Retrograde Jupiter Trojans and their Connection to High-Inclination TNOs
在过去的十年中，对高度倾斜（轨道倾角i > 60°）的海王星外天体（TNO）的观测对当前的太阳系形成模型提出了重要挑战（Levison等人，2008年; Nesvornstrom，2015年）。这些引人注目的小行星需要存在一个遥远的强面外TNO储存库，这本身需要一些动力学产生机制（Gladman et al. 2009; Gomes et al. 2015; Batygin and Brown 2016）。最近对太阳系中高i小天体的普查中，一个值得注意的新发现是逆行小行星514107 Ka'epaoka'awela，它目前与木星在i = 163°处的平均运动共振为1：-1（Wiegert et al. 2017）。在这项工作中，我们描绘了逆行的木星特洛伊人和高i半人马之间的直接联系。首先，我们对Ka'epaoka'awela大样本克隆进行了100 Ma的数值反传，结果表明长期稳定的克隆倾向于稳定地减小它们的倾角，直到它集中在90°和135°之间，而它们的偏心率和半长轴增加，使它们中的许多坚定地进入外海王星域。重要的是，这些克隆体与行星9研究中产生的合成高i半人马座有显著的重叠（Batygin et al. 2019），并暗示存在相对突出的，稳态的小型天体种群占据极地跨土星轨道。其次，通过直接数值正演模拟，我们描绘了动力学路径，通过该路径，柯伊伯带的分散盘人口的传统成员可以成为逆行木…
对任意倾角的三体问题中的共振捕获进行了数值研究。无质量的粒子被设置为从1：5共振之外与一颗质量为1000的行星漂移，从而遇到行星的不同平均运动共振的网络。随机构造的样本探索0至180度倾角的参数空间，增量为5度，总计近6x10^5个数值模拟。30个共振内部和外部的行星的位置进行监测。我们发现，逆行共振是出乎意料的更有效的捕获比逆行共振，共振顺序不一定是一个很好的指标，在任意倾角的捕获效率。捕获概率显着下降，在中等样本偏心度的初始倾角范围内[10度，110度]。轨道反演是可能的初始圆形轨道与倾角范围[60度，130度]。在1：1共轨共振中的捕获在大的逆行倾角时很可能发生。如果行星的轨道偏心率大于0.1，则通过偏心Kozai-Lidov机制的作用降低捕获概率。捕获的不对称性出现在内部和外部共振之间，因为被捕获的轨道优先被捕获在内部共振中。逆行共振的相对俘获效率表明，逆行轨道上的达摩克洛和半人马座小行星的动力学寿命必须明显大于逆行轨道上的动力学寿命，这意味着最近发现的逆行共振小行星2006 BZ 8，2008 SO 218，2009 QY 6和1999 LE 31（Morais和Nynui，2013，MNRAS 436，L30）可能是在外部巨行星之间徘徊的最古老的小天体之一。
Small solar system objects on highly inclined orbits: Surface colours and lifetimes
在已发现的太阳系小天体中，只有不到百分之一的天体具有高度倾斜的轨道（$i>60^{\circ}$），并在近极或逆行轨道上围绕太阳旋转。这些物体的起源和演化历史尚不清楚。在这项工作中，我们研究了选定的高倾角物体的表面特性和轨道动力学。BVRI测光观测于2019-2020年使用Terskol天文台的2.0米望远镜和克里米亚天体物理天文台的2.6米望远镜进行。此外，我们还在斯隆数字巡天和泛星中搜索了高倾角天体。使用数值模拟研究了所选物体的动力学。我们获得了六个高倾角天体的新光度观测结果。所有的天体都有相似的$B-V$、$V-R$、$R-I$颜色，接近于中等红色的TNO和灰色的半人马座。从全天巡天中提取的光度数据也与高倾角物体的中等红色表面相对应。在高倾角小行星表面没有发现红外线物质的迹象，这支持了以前的工作结果。彗星C/2018 DO 4（莱蒙）揭示了一些复杂的形态，其结构可能与从彗星核喷射出的粒子有关。对于2013 LU 28，2015 KZ 120和2020 EP，我们估计了它们轨道上的未来和过去的寿命。看来，所考虑的物体的轨道是非常混乱的，并与现有的轨道要素的准确性没有可靠的预测可以作出关于他们遥远的过去或未来。结果表明，大倾角物体的寿命对轨道要素的精确度和Yarkovsky轨道漂移的影响很小。
A portrait of the extreme Solar System object 2012 DR30
2012 DR 30是最近在独特轨道上发现的太阳系天体，具有0.9867的高离心率、14.54天文单位的近日点距离和1109天文单位的半长轴，在这方面超过绝大多数海王星外天体。我们进行了Herschel/PACS和光学光度测量，以揭示2012 DR 30的大小和体积，以及它的热和表面性质。该天体直径为185公里，V波段几何畸变相对较低，约为8%。虽然物体的颜色表明2012 DR 30是RI分类学类TNO或半人马座，但我们在Z波段检测到了这些物体中不常见的吸收特征。对目标轨道的动力学分析表明，2012 DR 30在一个相对不稳定的轨道上运行，很可能是最近才从太阳系最遥远和尚未被探索的区域被放置在目前的轨道上。如果从动力学的角度来分类，2012 DR 30是迄今为止观测到的最大的达摩克型和/或高倾角半人马座。
