Sprækker af kirkwood

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 16. april 2021; verifikation kræver 1 redigering .

Kirkwood-spalter eller Kirkwood-brønde er visse områder i asteroidebæltet, der er skabt af Jupiters resonanspåvirkning . I disse områder er asteroider praktisk talt fraværende [1] .

Faktum er, at asteroider "foretrækker" at møde Jupiter sjældnere og undgår de baner, hvor sådanne møder kan forekomme regelmæssigt. Asteroider kan ikke eksistere i sådanne baner i lang tid, fordi på grund af Jupiters gravitationspåvirkning bliver disse baner ustabile. Som et resultat er nogle områder af asteroidebæltet næsten ufyldte - det er de såkaldte revner eller luger i Kirkwood. Og i andre områder stiger antallet af asteroider tværtimod dramatisk.

Asteroidebaner

For at undgå møder med Jupiter bevæger nogle asteroider sig i resonans med den, og holder deres omløbsperioder i et simpelt forhold til den gigantiske planets revolutionsperiode . Det enkleste tilfælde af en sådan resonans med et periodeforhold på 1:1 er " trojanske heste " .

Disse huller blev først bemærket i 1866 af den amerikanske astronom Daniel Kirkwood , som opdagede eksistensen af huller i fordelingen af asteroidernes omdrejningsperioder og de semi-hovedakser i deres baner [2] . Kirkwood fandt ud af, at asteroider undgår de perioder, der er i et simpelt heltalsforhold [3] med perioden for Jupiters omdrejning omkring Solen, for eksempel 2:1, 3:1, 5:2 osv. Under indflydelse af Jupiters gravitation indflydelse ændrer asteroider kredsløb og udstødes fra denne region af rummet [4] .

Så for eksempel er der meget få asteroider med en semi-hovedakse på 2,5 AU . e. og en periode på 3,95 år har de én omdrejning af Jupiter i tre omdrejninger omkring Solen. Følgelig vil resonansen med Jupiter være 3:1. En sådan asteroide vil nærme sig Jupiter på den mindst mulige afstand meget oftere end andre asteroider, der er i almindelige ikke-resonante baner, nemlig hver 3. omdrejning. Som et resultat vil den regelmæssigt opleve den stærke gravitationspåvirkning fra denne planet, på grund af hvilken excentriciteten af kredsløbet af resonante asteroider under påvirkning af tyngdekraften fra den gigantiske planet gradvist vil stige og meget hurtigere end andre asteroiders, som et resultat af hvilket asteroiden til sidst slynges ud af en sådan bane og bevæger sig til en mere stabil [5] . Denne proces kan forløbe mærkbart mere intensivt i øjeblikke af oppositioner mellem Jupiter og Saturn [6] .

Svagere resonanser, hvor tilnærmelser forekommer sjældnere, fører til et gradvist fald i antallet af asteroider, begyndende med de mindste. De maksimale koncentrationer af asteroider (toppen i histogrammet) svarer ofte til de baner, hvori nogle store asteroidefamilier cirkulerer .

Eksistensen af huller blev forudsagt af Daniel Kirkwood tilbage i 1857 , hvor der kun blev opdaget omkring 50 asteroider, hvilket var for få til at bekræfte hans teori, men nu hvor antallet af opdagede asteroider har oversteget 300.000, er hans rigtighed ikke længere i tvivl.

Kirkwood-fordelingen er det mest synlige tilfælde af orbital resonans, svarende til Cassini -delingen i Saturns ringsystem .

For nylig er et relativt lille antal asteroider med høj excentricitet blevet opdaget, der kredser om Kirkwood-regionen. Eksempler på sådanne asteroider er Alinda -familien og Grikva-familien . Disse asteroiders kredsløb øger langsomt, men ubønhørligt deres excentricitet på grund af for hyppige tilnærmelser til Jupiter, og til sidst, efter flere titusinder af år, vil asteroiderne blive smidt ud af dette område af den gigantiske planets tyngdekraft.

Resonanser

I overensstemmelse med Keplers tredje lov kan man beregne resonanserne mellem nogle asteroidebaner og Jupiter [7] .

{\frac {T_{1}}{T_{2}}}=\left({\frac {R_{1}}{R_{2}}}\right)^{3/2}

Ved at foretage de passende beregninger er det muligt at etablere de mest berømte Kirkwood-slots (se diagram), placeret ved følgende gennemsnitlige orbitalradier:

2.06 a. e. (resonans 4:1)
2,5 a. e. (resonans 3:1), kredsløbet for asteroider af Alinda-familien
2,82 a. e. (resonans 5:2)
2,95 a. e. (resonans 7:3)
3,27 a. e. (resonans 2:1), kredsløbet for asteroider af Grikva-familien

Svagere resonansbaner, som også kan findes på kortet:

1,9 a. e. (resonans 9:2)
2.25 a. e. (resonans 7:2)
2.33 a. e. (resonans 10:3)
2,71 a. e. (resonans 8:3)
3.03 a. e. (resonans 9:4)
3.075 a. e. (resonans 11:5)
3,47 a. e. (resonans 11:6)
3,7 a. e. (resonans 5:3)

Se også

orbital resonans
Cassini -spalten er af samme karakter som Kirkwood-spalten.
asteroide familie

Noter

↑ Asteroidebælte mellem Mars og Jupiter
↑ Coleman, Helen Turnbull Waite. Bannere i vildmarken: De tidlige år af Washington og Jefferson College . - University of Pittsburgh Press (engelsk) , 1956. - S. 158.
↑ Hvor udbytte og divisor er "ikke særlig store" tal (op til 10)
↑ Luger af Kirkwood
↑ Måner, Michèle; Morbidelli, Alessandro. Sekulære resonanser inden for kommensurabiliteter med middelbevægelse: 4/1, 3/1, 5/2 og 7/3 tilfælde // Icarus : journal. - Elsevier , 1995. - Vol. 114 , nr. 1 . - S. 33-50 . - doi : 10.1006/icar.1995.1041 . - .
↑ Måner, Michèle; Morbidelli, Alessandro; Migliorini, Fabio. Dynamisk struktur af 2/1-kommensurabiliteten med Jupiter og oprindelsen af de resonante asteroider (engelsk) // Icarus : journal. - Elsevier , 1998. - Vol. 135 , nr. 2 . - S. 458-468 . - doi : 10.1006/icar.1998.5963 . - .
↑ En registrering af planetens migration i det vigtigste asteroidebælte . natur . doi : 10.1038/nature07778 . Hentet: 13. december 2016. (ubestemt)

Links

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Britannica (online)