수십만 개의 소행성이 태양과의 평균 거리 또는 반마체 축에 따라 다른 궤도 기간으로 태양을 공전하고 있습니다. 그들 모두는 거대한 행성 목성에 의해 중력으로 혼란 스러워요.
목성의 누적 섭동, 그리고 다른 행성은 느린 궤도 진화를 생성합니다. 때때로 소행성의 궤도 기간은 목성의 궤도 기간과 단순한 분수 관계에 있습니다. 이 경우,이 동기성은 장기적으로 강한 궤도 섭동을 축적하여 독특한 궤도 진화를 생성합니다. 이 현상은 궤도 공명으로 알려져 있습니다.
소행성 인구에서 궤도 공명의 첫 번째 증거는 1866 년 커크 우드에 의해 얻어졌다. 예를 들어, 해당 궤도 기간이 1/3 목성의 궤도 기간 인 태양으로부터 2.5 천문 단위 (AU)의 간격이 있습니다. 현대 언어로, 우리는이 상황을 목성과의 3 :1 공명이라고합니다. 우리는 이제이 격차 가이 공명 운동 안에 나타나지 만 그 밖에는 그렇지 않은 강력한 역동적 인 불안정성으로 인한 것임을 알고 있습니다. 90 년대에, 많은 횡단 횡단 대상이 발견되기 시작했고 발견이 발견되면서, 횡단 지역에서 해왕성이 분명해지면서 아날로그 공명 패턴이 증가했습니다.
.수십 년 동안 천문학 자들은 물체 집단뿐만 아니라 집중도의 틈을 생성하는이 역학 메커니즘을 이해하려고 노력했습니다. 예를 들어, 힐다는 목성과 함께 3 :2 공명 내부에서 진화하는 대략 4500 개의 소행성의 농도입니다. 즉, 궤도 기간은 목성의 궤도 기간의 2/3임을 의미합니다. 유사하게, 해왕성과의 외부 2 :3 공명에 집중된 안정적인 물체 집단이있다. 명왕성은 해왕성의 궤도 기간의 궤도 기간이 3/2 배인이 인구의 가장 인기있는 대상입니다.
공명 대상의 다른 인구는 목성의 트로이 목마이며, 공명 1 :1에있는 약 5500 개의 물체로 구성되어 있으며, 이는 동일한 궤도 기간의 목성을 공유한다는 것을 의미합니다. 현재, 우리는 태양계의 거의 모든 행성과 공명으로 진화하는 물체에 대해 알고 있습니다. 공명 운동의 안정성은 각 공명 내부에서 발생하는 장기 효과에 의해 정의되며, 각 공명마다 다릅니다. 예를 들어, 목성과의 3 :1 공명 내부에서 장기 역학은 편심을 거의 1으로 흥분시켜 다른 행성과 충돌하는 발사체로 소행성을 변형시켜
입니다.왜 일부 공명이 나타나지 만, 다른 사람들에게는 역동적 인 흔적이 없습니까? 천문학 자들은 각 공명이 관련된 "강도"를 가지고 있음을 발견했습니다. 강한 공명은 강한 역학 효과 (갭 또는 농도)를 생성하고 반 조정 축의 공간에서 더 큰 영역을 덮습니다. 약한 공명은 주목할만한 궤도 진화를 생성하지 않으며 반마 조 축 공간에서 매우 제한된 영역에서 작동합니다. 예를 들어, 목성이있는 강한 공명 3 :1은 2.44와 2.56 AU 사이의 반마체 축을 갖는 모든 소행성에 영향을 미치고, 화성을 가진 약한 공명 1 :2는 2.417에서 2.419 au 사이의 세미 조 축의 소행성에만 영향을 미칩니다. 분석 이론은 공명에 대한 매우 완전한 설명을 허용했지만, 고려 된 행성과 작은 몸에 대한 근처의 궤도의 제한에 따라. 이 이론들은 공명의 강도가 공명을 생성하는 행성의 질량에 비례하고 공명 작은 신체의 궤도 편심에도 비례한다는 것을 보여 주었다. 즉, 더 큰 궤도 편심의 경우 반모 축에서 공명이 더 넓다는 것을 의미합니다. 충분히 편심을 위해 공명이 너무 넓어서 공명의 연속체를 구성하여 혼란스러운 행동을 생성합니다.
그러나 소행성에 약간의 궤도 성향이 있으면 어떻게됩니까? 예를 들어 60도 이상의 경향이 큰 작은 시체의 경우가 있습니다. 더 흥미롭게도, 실제로 태양 주위의 혁명 방향은 행성의 혁명 방향과 상반되는 높은 성향을 가진 수백 개의 물체가 있습니다. 우리는 그것들을 역행 물체라고 부르며 90도에서 180도 사이의 궤도 성향이 있습니다.
궤도 성향이 크거나 역행 할 때 공명 운동은 어떻게됩니까? 역행 궤도에 대한 공명에 대해 생각하는 것이 합리적입니까? 관련된 대수의 복잡성으로 인해 간단한 답변을 찾을 수 없기 때문에 이러한 경사 궤도에 대한 만족스러운 이론은 지금까지 제시되지 않았습니다. 역행 공명의 관련성에 대한 평온한 증거는 혜성의 역동적 인 진화에 대한 수치 적 탐구에서 비롯되었습니다. 수백만 년의 시간에서 가능한 미래의 진화를 보여주는 혜성의 수치 적 통합에서, 종종 1 :n 유형의 행성 외부의 공명에서 뒷면 공명으로 포착되는 것으로 나타났습니다. 즉, 1 :2, 1 :3 등을 의미합니다.
.놀라운 발견은 역행 공명의 관련성의 장면을 그립니다. 2015 년에, 대상 2015 BZ509는 목성 (공명 1 :1)과 공동 궤도 인 것으로 밝혀졌지만 163 도의 궤도 경사가있는 것으로 밝혀졌습니다. 그들은 소행성의 궤도가 약간의 편심을 가지고 있기 때문에 충돌하지 않으며, 동기화되어 치명적인 만남을 피합니다.
Gallardo (2019, Icarus)에 의해 고해화 공진 궤도에 대한 연구에 대한 접근법이 제안되었습니다. 아이디어는 물체와 행성에 고정 된 궤도가 있다고 가정하여 공명 섭동을 수치 적으로 계산하는 것입니다. 이 방법은 표준 컴퓨터를 사용하여 몇 분 안에 수천 건의 가능한 공명에 대한 강점을 제공하는 데 매우 효율적입니다. 또한 임의의 궤도 편심 및 성향에도 엄격하게 유효합니다. 이 방법을 사용하여 공명을 탐구하는 주요 결과는 높은 성향 또는 역행 궤도의 경우, 어느 시점의 모든 공명이 약해져서 1 :1 공명을 포함하여 1 :1의 공명을 제외하고는 공명 운동을 깨뜨릴 수 있다는 것입니다.
최근 몇 년 동안 외부 계절 시스템, 소행성 벨트 및 일부 위성 시스템에는 다른 유형의 궤도 동기성이 있다는 것이 분명해졌습니다 :3 개의 신체 공명 (3BR). 3BR의 첫 번째 문서화 된 사례는 라플라스로 인한 것이며 목성 위성 IO, Europa 및 Ganymede의 궤도 운동이 포함됩니다. 가니메데의 궤도 기간은 유로파의 궤도 기간의 정확히 두 배이며, 유로파의 궤도 기간은 IO의 궤도 기간의 정확히 두 배입니다.
이 유형의 3BR은 2- 바디 공명 (2BR) 또는 2BR의 "체인"의 중첩으로 간주 될 수 있습니다. 2BR의 사슬은 특히 극성 시스템에서 관찰되며 행성이 행성 형성의 마지막 단계에서 경험하는 마이그레이션에 의해 생성 된 공명의 캡처에 의해 설명 될 수있다. 실제로, 우리의 행성 시스템은 궤도 공명의 사슬에 매우 가깝습니다. 그러나 2BR을 포함하지 않고 소행성의 궤도 기간이 상호 공진 행성이 아닌 2 개의 임의의 궤도주기의 선형 조합으로 표현 될 수있는 다른 유형의 3BR이 있습니다. 이러한 종류의 "순수한"3BR을 찾고, Smirnov et al. (2018, Icarus)는 수만 개의 소행성이 3BR 내부에서 두 개의 행성, 주로 목성 정복으로 진화하는 것을 발견했습니다.
3 개의 신체 공명은 매우 약하며 반 후 축의 매우 얇은 영역을 커버합니다. 약 0.001 AU 이하입니다. 그럼에도 불구하고, 그것들은 많고, 그들은 공진 운동에 통상적으로 갇힌 소행성의 큰 축적을 생성합니다. 알려진 소행성 집단의 반마 조 축의 히스토그램을 플로팅하면 알 수 있습니다.
궤도 공명은 이국적인 수학적 특이성이 아닙니다. 그들은 명확한 물리적 의미와 논란의 여지가없는 역동적 인 효과를 가지고 있습니다. 그들은 외계인 시스템의 궤도 구조를 설명하고, 우리의 태양열 시스템에서 공극과 저수지를 생성하는 사소한 신체의 분포를 조각했습니다.
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이러한 결과는 소행성 및 트랜스 - 펙투니아 벨트의 공명이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 Instituto de Física의 Tabaré Gallardo에 의해 수행되었습니다.
검토 :
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0032063317304178
참조 :
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0019103518300423
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0019103517300386
웹 사이트 :
- http://www.fisica.edu.uy/~gallardo/atlas/
