Kirkwood hasadékai

A Kirkwood-rések vagy Kirkwood-aknák  bizonyos területek az aszteroidaövben , amelyeket a Jupiter rezonáns hatása hoz létre . Ezeken a területeken az aszteroidák gyakorlatilag hiányoznak [1] .

A helyzet az, hogy az aszteroidák „szívesebben” találkoznak a Jupiterrel ritkábban, elkerülve azokat a pályákat, amelyeken az ilyen találkozások rendszeresen előfordulhatnak. Kisbolygók nem létezhetnek ilyen pályán sokáig, mert a Jupiter gravitációs befolyása miatt ezek a pályák instabillá válnak. Ennek eredményeként az aszteroidaöv egyes részei szinte kitöltetlenek – ezek a Kirkwood úgynevezett repedései vagy nyílásai. Más területeken pedig az aszteroidák száma drámaian megnő.

Kisbolygópályák

Elkerülve a Jupiterrel való találkozást, egyes aszteroidák rezonanciában mozognak vele, és egyszerű arányban tartják keringési periódusukat az óriásbolygó forradalmi periódusával . Az 1:1 periódusarányú ilyen rezonancia legegyszerűbb esete a " trójaiak " .

Ezeket a hiányosságokat először 1866 -ban Daniel Kirkwood amerikai csillagász vette észre , aki felfedezte az aszteroidák forgási periódusainak és pályáik fél-főtengelyeinek eloszlását [2] . Kirkwood azt találta, hogy az aszteroidák elkerülik azokat az időszakokat, amelyek egyszerű egész arányban vannak [3] a Jupiter Nap körüli forradalmának periódusával, például 2:1, 3:1, 5:2 stb. A Jupiter gravitációs hatása alatt befolyás hatására az aszteroidák pályát váltanak, és kilökődnek a térnek ebből a régiójából [4] .

Így például nagyon kevés olyan aszteroida van, amelynek fél-főtengelye 2,5 AU . e. és egy 3,95 éves periódusban egy Jupiter-fordulatot tesznek meg három Nap körüli fordulathoz. Ennek megfelelően a Jupiterrel való rezonancia 3:1 lesz. Egy ilyen aszteroida sokkal gyakrabban közelíti meg a Jupitert a lehető legkisebb távolságra, mint más aszteroidák, amelyek közönséges, nem rezonáns pályán vannak, nevezetesen 3 fordulat után. Ennek eredményeként rendszeresen megtapasztalja ennek a bolygónak az erős gravitációs hatását, aminek következtében a rezonáns aszteroidák pályájának excentricitása az óriásbolygó gravitációja alatt fokozatosan növekszik, és sokkal gyorsabban, mint más aszteroidáké, aminek következtében az aszteroida végül kilökődik egy ilyen pályáról és egy stabilabbra mozog [5] . Ez a folyamat észrevehetően intenzívebben mehet végbe a Jupiter és a Szaturnusz szembeállításának pillanataiban [6] .

A gyengébb rezonanciák, amelyeknél ritkábban fordulnak elő megközelítések, az aszteroidák számának fokozatos csökkenéséhez vezetnek, kezdve a legkisebbekkel. Az aszteroidák maximális koncentrációja (a hisztogram csúcsa) gyakran megfelel azoknak a pályáknak, amelyeken egyes nagy aszteroidacsaládok keringenek .

A hézagok létezését Daniel Kirkwood megjósolta még 1857 -ben , amikor csak körülbelül 50 aszteroidát fedeztek fel, ami túl kevés volt elméletének megerősítéséhez, de most, hogy a felfedezett aszteroidák száma meghaladta a 300 ezret, már nem fér kétség a helyességében.

A Kirkwood-eloszlás az orbitális rezonancia leglátványosabb esete, hasonlóan a Szaturnusz gyűrűrendszerében a Cassini -osztáshoz .

A közelmúltban viszonylag kis számú nagy excentricitású aszteroidát fedeztek fel a Kirkwood régió körül. Ilyen aszteroidák például az Alinda család és a Grikva család . Ezeknek a kisbolygóknak a pályája lassan, de kérlelhetetlenül növeli excentricitásukat a Jupiter túl gyakori megközelítése miatt, és végül több tízmillió év után az óriásbolygó gravitációja kidobja az aszteroidákat erről a területről.

Rezonanciák

Kepler harmadik törvényének megfelelően ki lehet számítani a rezonanciákat egyes aszteroidapályák és a Jupiter között [7] .

A megfelelő számítások elvégzésével meg lehet határozni a leghíresebb Kirkwood-réseket (lásd az ábrát), amelyek a következő átlagos pálya sugarakon helyezkednek el:

• 2.06 a. e. (rezonancia 4:1)
• 2,5 a. e. (rezonancia 3:1), az Alinda család aszteroidáinak pályája
• 2,82 a. e. (rezonancia 5:2)
• 2,95 a. e. (rezonancia 7:3)
• 3.27 a. e. (rezonancia 2:1), a Grikva család aszteroidáinak pályája

Gyengébb rezonáns pályák, amelyek a térképen is megtalálhatók:

• 1.9 a. e. (rezonancia 9:2)
• 2,25 a. e. (rezonancia 7:2)
• 2.33 a. e. (rezonancia 10:3)
• 2,71 a. e. (rezonancia 8:3)
• 3.03 a. e. (rezonancia 9:4)
• 3,075 a. e. (rezonancia 11:5)
• 3,47 a. e. (rezonancia 11:6)
• 3.7 a. e. (rezonancia 5:3)

Lásd még

• orbitális rezonancia
• A Cassini  -hasadék természete megegyezik a Kirkwood-hasadékkal.
• aszteroida család

Jegyzetek

1. ↑ Kisbolygóöv a Mars és a Jupiter között
2. ↑ Coleman, Helen Turnbull Waite. Banners in the Wilderness: The Early Years of Washington and Jefferson  College . - University of Pittsburgh Press  (angol) , 1956. - 158. o.
3. ↑ Ahol az osztalék és az osztó „nem túl nagy” számok (legfeljebb 10)
4. ↑ Kirkwood nyílásai
5. ↑ Moons, Michele; Morbidelli, Alessandro. Szekuláris rezonanciák az átlagos mozgás összemérhetőségén belül: a 4/1, 3/1, 5/2 és 7/3 esetek  // Icarus  :  Journal. - Elsevier , 1995. - 1. évf. 114. sz . 1 . - P. 33-50 . - doi : 10.1006/icar.1995.1041 . - Iránykód .
6. ↑ Moons, Michele; Morbidelli, Alessandro; Migliorini, Fabio. A Jupiterrel való 2/1-es összemérhetőség dinamikus szerkezete és a rezonáló aszteroidák eredete  (angol)  // Icarus  : Journal. - Elsevier , 1998. - Vol. 135. sz . 2 . - P. 458-468 . - doi : 10.1006/icar.1998.5963 . - .
7. ↑ A bolygó vándorlásának rekordja a fő aszteroidaövben . természet . doi : 10.1038/nature07778 . Letöltve: 2016. december 13. (határozatlan)

Linkek

• Kirkwood rések és instabilitás a három test problémájában. 1., 2., 3. előadás
• Természettudományi Oktatási Portál (Aszteroida Orbits)  (elérhetetlen link)
• Cikk a Kirkwood hiányosságairól Wolframnál
• Egy módszer rövid távú szimuláció létrehozására

Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Britannica (online)