轨道共振 编辑
轨道共振是天体力学中的一种效应与现象,指当轨道上的天体于周期上有简单的整数比时,定期施加的引力影响到对方所产生的。轨道共振的物理原理在概念上类似于推动儿童荡的秋千,轨道和摆动的秋千之间有着一个共振,其它机制和“推”所做的动作周期性地重复施加,产生累积性的影响。轨道共振大大增加了相互之间引力影响的机构,即它们能够改变或限制对方的轨道。在多数情况下,这会导致“不稳定”的互动,在其中的两者互相交换动能和转移轨道,直到共振不再存在。在某些情况下,一个谐振系统可以稳定和自我纠正,所以这些天体仍维持着共振。例如,木星卫星木卫三木卫二、和木卫一轨道的1:2:4共振,以及冥王星海王星之间的2:3共振。土星内侧卫星的不稳定共振造成土星环中间的空隙。1:1的共振在特殊的情况下,造成太阳系大天体将共享轨道的小天体弹射出去;这是清除邻近的小天体最广泛应用的机制,而此一效果也应用在目前的行星定义中。
10
图片 0 图片
评论 0 评论
匿名用户 · [[ show_time(comment.timestamp) ]]
[[ nltobr(comment.content) ]]
相关
木卫三又称为“伽倪墨得斯”,是围绕木星运转的一颗卫星,公转周期约为7天。按距离木星从近到远排序,木卫三在木星的所有卫星中排第七,在伽利略卫星中排第三。它与木卫二及木卫一保持着1:2:4的轨道共振关系。木卫三是太阳系中最大的卫星,其直径大于水星,而质量约为水星的一半。
冥王星,又称冥神星,是太阳系柯伊伯带中的矮行星。冥王星是第一颗被发现的柯伊伯带天体。冥王星是太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星。在直接围绕太阳运行的天体中,冥王星体积排名第九,质量排名第十。冥王星是体积最大的海王星外天体,其质量仅次于位于离散盘中的阋神星。与其他柯伊伯带天体一样,冥王星主要由岩石和冰组成。相较月球,冥王星仅有月球质量的六分之一、月球体积的三分之一。冥王星的轨道离心率及倾角皆较高,近日点为30天文单位,远日点为49天文单位。冥王星因此周期性进入海王星轨道内侧。海王星与冥王星因相互的轨道共振而不会碰撞。在冥王星距太阳的平均距离上,阳光抵达冥王星需时5.5小时。
希尔达小行星包括了轨道半长径在3.7至4.2天文单位之间、轨道离心率小于0.3、轨道倾角小于20°的小行星。这些小行星并非来源于同一个母天体,因而不能算作真正意义上的小行星族。不过,它们都与木星间形成2:3的轨道共振。希尔达小行星的远日点可能是L3、L4、L5这三个拉格朗日点。 当其连续绕太阳旋转三圈,会相继通过这三个点。小行星153是该族小行星的代表星,1875年由约翰·帕利扎发现。目前已知的希尔达小行星超过1100颗。
准卫星是与行星有着1:1轨道共振,在公转许多次后便会接近行星并留驻的天体。准卫星绕太阳公转的轨道周期与行星相同,但是有着不同的离心率,如右图所示。当从行星上观察这颗行星的准卫星时,会出现绕着行星的椭圆行逆行轨迹。对比于真卫星,准卫星的轨道位于行星的希尔球之外,并且是不稳定的。经过一段时间的发展,倾向于成为其他类型的共振运动,使它们不再逗留在行星的附近,然后可能又会回到准卫星的轨道,等等不一而足。其他型式的1:1共振轨道包括马蹄形轨道和环绕着拉格朗日点的蝌蚪形轨道,但是这种轨道的天体在绕行太阳公转多次之后,不会停留在接近行星的经度上。已知马蹄形轨道的天体有时会转移到一个相对较短的准卫星轨道,因此有时会混为一谈。这种例子像是2002 AA29。
阿周那型小行星是太阳系中小行星的动力群。阿周那是近地天体,其轨道性质与地球非常相似,具有较低的轨道倾角,轨道周期接近一年,以及较低的轨道离心率。这群的名称出自印度古典梵文史诗《摩诃婆罗多》中的主角英雄阿周那。。亦有将其翻译为地球少女型小行星。这群的定义有些模糊,与四群公认的阿波罗型小行星、阿莫尔型小行星、阿登型小行星和阿波希利型小行星的定义重叠。它们构成了一组动态很酷的小近地天体,与地球以1:1的轨道共振比例反复遭到诱捕。
潮汐加热,经由潮汐加速过程产生。发生潮汐加热的天体,其轨道和自转的能量转化为自身及其卫星上地壳的热而消失。由于木星的潮汐力让木卫一变型,使得木卫一成为太阳系内火山活动最活跃的天体,因此其表面上没有陨石坑。木卫一轨道的轨道离心率及轨道共振造成它在每个公转周期中都有非常明显的潮汐隆起。来自这种潮汐扭曲的摩擦力使它的内部变热。理论上,一个相似但是微弱的过程也会在木卫二上发生,并造成在岩石地函下较低层冰层的溶解。土星的卫星土卫二同样被认为在冰壳的下方有一个液态水的海洋。从土卫二的冰火山喷发出的物质被认为是经由这颗卫星冰壳内的潮汐摩擦产生能量造成的变动。
伊克西翁是一柯伊伯带天体,于2001年5月22日被发现,小行星编号为28978,临时编号为2001 KX76。它与海王星的轨道共振为3:2,因此被分类为冥族小天体。虽然国际天文学联合会认为现有的数据未能确定其为矮行星,但该天体将来很有可能被认定为矮行星候选者列表。该天体以希腊神话中狂妄的拉皮斯人国王伊克西翁来命名。
木卫四又称为“卡利斯托”,是围绕木星运转的一颗卫星,由伽利略在1610年首次发现。木卫四是太阳系第三大卫星,也是木星第二大卫星,仅次于木卫三。木卫四的直径为水星直径的99%,但是质量只有它的三分之一。该卫星的轨道在四颗伽利略卫星中距离木星最远,约为188万公里。木卫四并不像内层的三颗伽利略卫星那般处于轨道共振状态,所以并不存在明显的潮汐加速效应。木卫四属于同步自转卫星,永远以同一个面朝向木星。木卫四由于公转轨道较远,表面受到木星磁场的影响小于内层的卫星。
在天文学中,冥族小天体或类冥小天体是与海王星有2:3的轨道共振的外海王星天体,Plutinos这个名称是在冥王星之后才有的,使用了意大利表示小的附加语词-ino,指像冥王星一样被困在共振轨道中的小天体。名称只提到轨道共振,并不涉及其他的物理性质,且原本仅用于描述比冥王星小的共振天体,但现在已将冥王星本身也包含在内。冥族小天体分布在柯伊伯带的内层部分,现时已知的古柏带天体中,有近四分一是冥族小天体。除了冥王星之外,第一颗冥族小天体是在1993年9月16日发现的1993 RO。最大的几颗冥族小天体,包括冥王星,有小行星90482、小行星28978、小行星38083、和雨神星。
格利泽876是一颗红矮星,体积为太阳的一半,位于宝瓶座,距离地球15光年;距离银河系6000光年。他也是一颗变星,标示的名称为宝瓶座 IL,其光谱类型为M4V。之前已经发现两颗系外行星,其轨道共振为2:1;在2006年发现他有第3颗行星。格利泽876是迄今被证实有行星的两颗红矮星之一,另一颗是格利泽436。