Springor av kirkwood

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 16 april 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Kirkwood sprickor eller Kirkwood brunnar är vissa områden i asteroidbältet som skapas av Jupiters resonansinflytande . I dessa områden är asteroider praktiskt taget frånvarande [1] .

Faktum är att asteroider "föredrar" att möta Jupiter mer sällan och undviker de banor där sådana möten kan inträffa regelbundet. Asteroider kan inte existera i sådana banor under lång tid, för på grund av Jupiters gravitationsinflytande blir dessa banor instabila. Som ett resultat är vissa områden i asteroidbältet nästan ofyllda - dessa är de så kallade sprickorna eller luckorna i Kirkwood. Och i andra områden ökar antalet asteroider, tvärtom, dramatiskt.

Asteroidbanor

Vissa asteroider undviker möten med Jupiter och rör sig i resonans med den, och håller sina omloppsperioder i ett enkelt förhållande till den gigantiska planetens revolutionsperiod . Det enklaste fallet med en sådan resonans med ett periodförhållande på 1:1 är " trojanerna " .

Dessa luckor uppmärksammades första gången 1866 av den amerikanske astronomen Daniel Kirkwood , som upptäckte förekomsten av luckor i fördelningen av rotationsperioderna för asteroider och de halvstora axlarna i deras banor [2] . Kirkwood fann att asteroider undviker de perioder som är i ett enkelt heltalsförhållande [3] med perioden för Jupiters rotation runt solen, till exempel 2:1, 3:1, 5:2, etc. Under påverkan av Jupiters gravitation inflytande ändrar asteroider omloppsbana och kastas ut från denna region i rymden [4] .

Så till exempel finns det väldigt få asteroider med en halvstor axel på 2,5 AU . e. och en period på 3,95 år har de ett varv av Jupiter för tre varv runt solen. Följaktligen kommer resonansen med Jupiter att vara 3:1. En sådan asteroid kommer att närma sig Jupiter på minsta möjliga avstånd mycket oftare än andra asteroider som befinner sig i vanliga icke-resonanta banor, nämligen vart tredje varv. Som ett resultat kommer det regelbundet att uppleva det starka gravitationsinflytandet från denna planet, på grund av vilket excentriciteten i omloppsbanan för resonanta asteroider under påverkan av den gigantiska planetens gravitation gradvis kommer att öka, och mycket snabbare än andra asteroider, som ett resultat av vilket asteroiden så småningom kastas ut från en sådan bana och flyttar till en mer stabil bana [5] . Denna process kan fortgå märkbart mer intensivt i ögonblicken av oppositioner mellan Jupiter och Saturnus [6] .

Svagare resonanser, vid vilka tillvägagångssätt förekommer mindre ofta, leder till en gradvis minskning av antalet asteroider, med början med de minsta. De maximala koncentrationerna av asteroider (toppen i histogrammet) motsvarar ofta de banor som vissa stora asteroidfamiljer cirkulerar i .

Förekomsten av luckor förutspåddes av Daniel Kirkwood redan 1857 , när endast cirka 50 asteroider upptäcktes, vilket var för få för att bekräfta hans teori, men nu när antalet upptäckta asteroider har överskridit 300 000 råder det inte längre någon tvekan om hans riktighet.

Kirkwood-fördelningen är det mest synliga fallet av orbital resonans, liknande Cassini -delningen i Saturnus ringsystem .

På senare tid har ett relativt litet antal asteroider med hög excentricitet upptäckts som kretsar kring Kirkwood-regionen. Exempel på sådana asteroider är familjen Alinda och familjen Grikva . Dessa asteroiders banor ökar sakta men obönhörligt sin excentricitet på grund av alltför frekventa inflygningar till Jupiter, och så småningom, efter flera tiotals miljoner år, kommer asteroiderna att kastas ut ur detta område av den jättelika planetens gravitation.

Resonanser

I enlighet med Keplers tredje lag kan man beräkna resonanserna mellan vissa asteroidbanor och Jupiter [7] .

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

Genom att göra lämpliga beräkningar är det möjligt att fastställa de mest kända Kirkwood-slitsarna (se diagram), belägna vid följande genomsnittliga omloppsradier:

2.06 a. e. (resonans 4:1)
2,5 a. e. (resonans 3:1), omloppsbanan för asteroider av familjen Alinda
2,82 a. e. (resonans 5:2)
2,95 a. e. (resonans 7:3)
3,27 a. e. (resonans 2:1), omloppsbanan för asteroider av familjen Grikva

Svagare resonansbanor, som också finns på kartan:

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 även

orbital resonans
Cassini -sprickorna är av samma natur som Kirkwood-sprickorna.
asteroidfamiljen

Anteckningar

↑ Asteroidbälte mellan Mars och Jupiter
↑ Coleman, Helen Turnbull Waite. Banners in the Wilderness: The Early Years of Washington and Jefferson College . - University of Pittsburgh Press (engelska) , 1956. - S. 158.
↑ Där utdelningen och divisorn är "inte särskilt stora" tal (upp till 10)
↑ Luckor i Kirkwood
↑ Månar, Michèle; Morbidelli, Alessandro. Sekulära resonanser i genomsnittliga rörelsekommensurabiliteter: fallen 4/1, 3/1, 5/2 och 7/3 // Icarus : journal. - Elsevier , 1995. - Vol. 114 , nr. 1 . - S. 33-50 . - doi : 10.1006/icar.1995.1041 . - .
↑ Månar, Michèle; Morbidelli, Alessandro; Migliorini, Fabio. Dynamisk struktur för 2/1-jämförbarheten med Jupiter och de resonanta asteroidernas ursprung (engelska) // Icarus : journal. - Elsevier , 1998. - Vol. 135 , nr. 2 . - s. 458-468 . - doi : 10.1006/icar.1998.5963 . - .
↑ Ett register över planetens migration i det huvudsakliga asteroidbältet . naturen . doi : 10.1038/nature07778 . Hämtad: 13 december 2016. (obestämd)

Länkar

Ordböcker och uppslagsverk	Stor norsk Britannica (online)