Ko -orbitální konfigurace - Co-orbital configuration
V astronomii je ko-orbitální konfigurace konfigurací dvou nebo více astronomických objektů (jako jsou asteroidy , měsíce nebo planety ) obíhajících ve stejné nebo velmi podobné vzdálenosti od jejich primárních, tj. Jsou v průměru 1: 1. -pohybová rezonance . (nebo 1: -1 při obíhání v opačných směrech ).
Existuje několik tříd ko-orbitálních objektů, v závislosti na místě jejich librace . Nejběžnější a nejznámější třídou je trojan , který libuje kolem jednoho ze dvou stabilních Lagrangianových bodů (trojské body), L 4 a L 5 , 60 ° před a za větším tělem. Další třídou je oběžná dráha podkovy , ve které se objekty pohybují přibližně o 180 ° od většího těla. Objekty libující kolem 0 ° se nazývají kvazisatelity .
Výměna oběžné dráze dochází, když dva ko-orbitální objekty jsou podobných hmot, a tím působit nezanedbatelný vliv na sebe navzájem. Objekty si mohou vyměňovat polovysoké osy nebo výstřednosti, když se k sobě přibližují.
Parametry
Orbitální parametry, které se používají k popisu vztahu ko-orbitálních objektů, jsou zeměpisná délka rozdílu periapsie a průměrný rozdíl zeměpisné délky . Zeměpisná délka periapsie je součtem střední délky a průměrné anomálie a střední délka je součtem délky stoupajícího uzlu a argumentu periapsie .
Trojské koně
Trojské objekty obíhají 60 ° před (L 4 ) nebo za (L 5 ) hmotnějším objektem, oba na oběžné dráze kolem ještě hmotnějšího středového objektu. Nejznámějším příkladem jsou asteroidy, které obíhají před nebo za Jupiterem kolem Slunce . Objekty trojských koní neobíhají přesně v jednom z Lagrangeových bodů , ale zůstávají relativně blízko něj a vypadají, že jej obíhají pomalu. Z technického hlediska se pohybují kolem = (± 60 °, ± 60 °). Bod, kolem kterého se librují, je stejný, bez ohledu na jejich hmotnou nebo orbitální excentricitu.
Menší planety trojských koní
Kolem Slunce obíhá několik tisíc známých planet trojských koní. Většina z těchto oběžných drah v blízkosti Jupiterových Lagrangeových bodů, tradičních trojských koní Jupitera . Od roku 2015 existuje také 13 trojských koní Neptun , 7 trojských koní na Marsu , 2 trojské koně Uran ( 2011 QF 99 a 2014 YX 49 ) a 1 pozemský trojan ( 2010 TK 7 ).
Trojské měsíce
Saturnský systém obsahuje dvě sady trojských měsíců. Oba Tethys a Dione mají po dvou trojských měsících, Telesto a Calypso v Tethysových L 4 a L 5, respektive, a Helene a Polydeuces v Dioneových L 4 a L 5 .
Polydeuces je patrný díky své široké knihovně : putuje až o ± 30 ° od svého Lagrangianova bodu a ± 2% od svého průměrného orbitálního poloměru, po orbitální orbitě za 790 dní (288krát větší než jeho oběžná doba kolem Saturnu, stejná jako u Dione ).
Trojské planety
Bylo navrženo, aby dvojice ko-orbitálních exoplanet obíhala kolem hvězdy Kepler-223 , ale ta byla později stažena.
Byla studována možnost vzniku trojské planety na Kepler-91b, ale závěrem bylo, že tranzitní signál byl falešně pozitivní.
Jednou z možností pro obyvatelné zóně je trojan planeta o obří planety blízko své hvězdě .
Vznik systému Země -Měsíc
Podle hypotézy obřího nárazu se Měsíc vytvořil po srážce mezi dvěma ko-orbitálními objekty: Theia , o které se předpokládalo, že měla asi 10% hmotnosti Země (asi tak hmotná jako Mars ), a proto-Země-jejíž oběžné dráhy byli rušeni jinými planetami, vyvedli Theii ze své trojské polohy a způsobili kolizi.
Oběžné dráhy podkovy
Objekty na oběžné dráze podkovy se pohybují přibližně 180 ° od primárního objektu. Jejich oběžné dráhy zahrnují oba rovnostranné Lagrangeovy body, tj. L 4 a L 5 .
Co-orbitální měsíce
Tyto saturnovy měsíce Janus a Epimetheus sdílet své oběžné dráhy, je rozdíl v polotovarů hlavní osy je menší než jeden je střední průměr. To znamená, že měsíc s menší hlavní poloosou bude pomalu dohánět ostatní. Když to dělají, měsíce se navzájem gravitačně táhnou, čímž se zvětší polovysoká osa měsíce, která zachytila, a zmenší osu druhého. To obrátí jejich relativní polohy úměrně jejich hmotnosti a způsobí, že tento proces začne znovu s obrácenými rolemi měsíců. Jinými slovy, efektivně si vyměňují oběžné dráhy a v konečném důsledku oscilují jak kolem jejich hmotnostně vážené střední oběžné dráhy.
Země-orbitální asteroidy
Byl nalezen malý počet asteroidů, které jsou souběžné se Zemí. První z nich, který byl objeven, asteroid 3753 Cruithne , obíhá kolem Slunce s periodou o něco kratší než jeden pozemský rok, což má za následek oběžnou dráhu, která se (z pohledu Země) jeví jako oběžná dráha ve tvaru fazole se středem na pozici před pozicí Země. Tato oběžná dráha se pomalu pohybuje dále před orbitální polohou Země. Když se Cruithneova oběžná dráha přesune do polohy, kde sleduje polohu Země, místo aby ji vedla, gravitační účinek Země zvyšuje oběžnou dobu, a proto oběžná dráha poté začíná zaostávat a vrací se na původní místo. Celý cyklus od vedení k vlečené Zemi trvá 770 let, což vede k pohybu ve tvaru podkovy vzhledem k Zemi.
Od té doby byly objeveny rezonančnější objekty poblíž Země (NEO). Patří sem 54509 YORP , (85770) 1998 UP 1 , 2002 AA 29 , 2010 SO 16 , 2009 BD a 2015 SO 2, které existují na rezonančních oběžných drahách podobných Cruithnovým. 2010 TK 7 je první a zatím jediný identifikovaný trojan Země .
Bylo zjištěno, že asteroidy Hungaria jsou jedním z možných zdrojů pro ko-orbitální objekty Země s životností až ~ 58 kyrs
Kvazi-satelit
Kvazi-satelity jsou koorbitální objekty, které se pohybují kolem 0 ° od primárního bodu. Kvazi-satelitní oběžné dráhy s nízkou excentricitou jsou velmi nestabilní, ale pro střední až vysoké výstřednosti mohou být tyto dráhy stabilní. Ze souběžně rotující perspektivy se zdá, že kvazisatelit obíhá kolem primární jako retrográdní satelit , i když ve vzdálenostech tak velkých, že k němu není gravitačně vázán. Dva příklady kvazi satelitů na Zemi , tak 2014 OL 339 a 469219 Kamo'oalewa .
Vyměňte oběžné dráhy
Kromě záměny polosamých os, jako jsou Saturnovy měsíce Epimetheus a Janus, je další možností sdílet stejnou osu, ale místo toho vyměnit excentricity.
Viz také
Reference
- Eric B. Ford a Matthew J. Holman (2007). „Použití pozorování načasování tranzitu k vyhledávání trojských koní tranzitujících extrasolárních planet“ . The Astrophysical Journal Letters . 664 (1): L51 – L54. arXiv : 0705.0356 . Bibcode : 2007ApJ ... 664L..51F . doi : 10,1086/520579 .
externí odkazy
- QuickTime animace ko-orbitálního pohybu od Murraye a Dermotta
- Cassini pozoruje orbitální tanec Epimetheuse a Januse Planetární společnost
- A Search for Trojan Planets Webová stránka skupiny astronomů hledajících extrasolární trojské planety na Appalachian State University