Rezonancia Lidov - Kozai
Rezonancia Lidov - Kozai [1] - az égi mechanikában , a pálya excentricitásának és dőlésszögének arányának periodikus változása egy hatalmas test vagy testek hatására. A libráció (állandó érték körüli oszcilláció) a periapszis argumentum hatálya alá tartozik .
Ezt a hatást 1961 -ben írta le M. L. Lidov szovjet tudós az égi mechanika és az űrrepülések dinamikájának területén , miközben a bolygók mesterséges és természetes műholdjainak pályáját tanulmányozta [2] [3] , 1962-ben pedig Yoshihide japán csillagász. Kozai [4] , amikor aszteroidák keringését elemezte [5] . Amint a további vizsgálatok kimutatták, a Lidov-Kozai rezonancia fontos tényező, amely a bolygók szabálytalan műholdjainak , a transz-neptunusz-objektumoknak , valamint a Naprendszeren kívüli bolygóknak és több csillagrendszernek a pályáját képezi [6] .
A jelenség leírása
Egy excentricitású és hajlású égitest pályájára , amely egy nagyobb test körül forog, a következő állandó összefüggést tartjuk fenn:
Ezt az összefüggést tekintve elmondható, hogy az excentricitás „lecserélhető” hajlamra és fordítva, és ez a periodikus ingadozás rezonanciához vezethet két égitest között. Így a közel kör alakú, rendkívül ferde pályák igen nagy excentricitást szerezhetnek kisebb dőlésért cserébe. Így például az excentricitás növelése egy állandó fél-nagy tengely mellett csökkenti a perihéliumban lévő objektumok közötti távolságot , és ez a mechanizmus az üstökösök körüli szolárissá válását okozhatja .
Az ilyen ingadozások jellemzően a kis dőlésszögű pályán lévő objektumok esetében a periapszis argumentum precesszióját eredményezik . Egy bizonyos szögértéktől kiindulva a precesszió két szögérték valamelyike körül librációvá válik: 90° vagy 270°, vagyis a periapszis (a legközelebbi megközelítési pont) e körül fog oszcillálni. A minimális dőlésszöget Kozai-szögnek nevezik, és egyenlő:
A retrográd műholdak esetében ez 140,8°.
Fizikailag a hatás a szögimpulzus átadásával és teljes mennyiségének megőrzésével függ össze a kapcsolt rendszerben (lásd még a Jacobi integrált ).
Példák és alkalmazások
A Lidov-mechanizmus az oka annak, hogy egy égitest a periapszisban helyezkedik el , amikor a legtávolabb van az egyenlítői síktól. Ez a hatás az egyik oka annak, hogy a Plútó védve van a Neptunusszal való ütközésektől [7] .
A Lidov-rezonancia a rendszeren belüli pályákat is korlátozza, például:
- bolygók szabályos műholdjainál: ha a bolygó műholdjának pályája erősen hajlik a bolygó pályájára, akkor a műhold pályájának excentricitása addig nő, amíg a műholdat a következő megközelítés során árapály-erők el nem semmisítik [1] .
- szabálytalan műholdak esetében: a növekvő excentricitás egy másik műholddal (a központi bolygóval) való ütközéshez vezet, vagy ezek hiányában az apocentrikus távolság növekedése kidobhatja a műholdat a bolygó Domb gömbjéből.
A Lidov-Kozai rezonanciát a Naprendszer külső bolygóinak ( Kilences bolygó [8] ), valamint exobolygók tanulmányozásában [9] [10] használták .
Jegyzetek
- ↑ 1 2 M. L. Lidov – tudós és személy . Letöltve: 2020. július 7. Az eredetiből archiválva : 2019. június 13.
- ↑ Lidov, M. L. Mesterséges műholdak pályájának evolúciója külső testek gravitációs perturbációinak hatására // Artificial Earth Satellites: Journal. - 1961. - T. 8 . - S. 5-45 .
- ↑ Lidov, ML A bolygók mesterséges műholdjainak pályáinak evolúciója külső testek gravitációs perturbációinak hatására // Planetary and Space Science : Journal . - 1962. - 1. évf. 9 . - P. 719-759 .
- ↑ a neve helyesebben Yoshihide Kozai (古 在 由秀 Kozai Yoshihide )
- ↑ Y. Kozai, Nagy dőlésszögű és excentricitású aszteroidák világi perturbációi . Astronomical Journal (1962. január 11.). Letöltve: 2010. február 6. Archiválva az eredetiből: 2012. április 17.. (Angol)
- ↑ Innanen et al. Linqing Wen. A Kozai-mechanizmus által vezérelt, egyesülő fekete lyuk binárisok excentricitási eloszlásáról gömbhalmazokban . arXiv.org (2002. november 22.). Letöltve: 2020. július 7. Az eredetiből archiválva : 2020. április 16. (Angol)
- ↑ Innanen et al. A Kozai-mechanizmus és a bolygópályák stabilitása kettős csillagrendszerekben . Astronomical Journal (1997. január 5.). Letöltve: 2010. február 6. Archiválva az eredetiből: 2012. április 17.. (Angol)
- ↑ Maxim Russo. Kilencedik bolygó: új bizonyíték // polit.ru. - 2016. - október 16.
- ↑ L. L. Szokolov, B. B. Eskin. Az exobolygók lehetséges rezonáns pályáiról // Astronomical Bulletin. - 2009. - T. 43 , 1. sz . - S. 87-92 . — ISSN 0320-930X .
- ↑ Ivan Sevcsenko. A Lidov–Kozai-effektus – Alkalmazások az exobolygókutatásban és a dinamikus csillagászatban (neopr.) . - Springer, 2016. - ISBN 978-3-319-43522-0 .
Irodalom
- Lidov, Mikhail L. Mesterséges műholdak pályáinak evolúciója külső testek gravitációs perturbációinak hatására // Iskusstvennye Sputniki Zemli: Journal. - 1961. - T. 8 . - S. 5-45 .
- Lidov, Mikhail L. A bolygók mesterséges műholdjainak pályáinak evolúciója külső testek gravitációs perturbációinak hatására (angol) // Planetary and Space Science : Journal. - 1962. - 1. évf. 9 , sz. 10 . - P. 719-759 . - doi : 10.1016/0032-0633(62)90129-0 . - Iránykód . (az 1961-es dolgozat fordítása)
- Lidov, Mikhail L. A mesterséges műholdak pályáinak evolúciójának közelítő elemzéséről (angol) // Problems of Motion of Artificial Celestial Bodies. Az 1961. november 20–25-én Moszkvában megtartott elméleti csillagászat általános és gyakorlati témáiról szóló konferencia anyaga. : folyóirat. - A Szovjetunió Tudományos Akadémia kiadványa, Moszkva 1963, 1963.
- Kozai, Yoshihide. A nagy dőlésszögű és excentricitású aszteroidák világi perturbációi (angol) // The Astronomical Journal : Journal. - IOP Publishing , 1962. - Vol. 67 . - 591. o . - doi : 10.1086/108790 . — Iránykód .
- Shevchenko, Ivan I. The Lidov-Kozai Effect - Applications in Exoplanet Research and Dynamical Astronomy // Astrophysics and Space Science Library. - Cham: Springer International Publishing , 2017. - Vol. 441. - ISBN 978-3-319-43520-6 . - doi : 10.1007/978-3-319-43522-0 .
Linkek
- Kozai mechanizmus vizualizáció
- Extrém transz-neptuusi objektumok és a Kozai-mechanizmus: transz-plutóniai bolygók jelenlétének jelzése