Как возникают коорбитальные состояния головастика, подковы и насколько они стабильны?

Если тело находится перед планетой (относительно орбитального движения планеты) и немного дальше от Солнца, оно будет вращаться вокруг Солнца немного медленнее, чем планета.

Поскольку он медленнее, планета постепенно его догонит. (Планете требуется много «лет», чтобы приблизиться к телу.)

По мере того, как планета догоняет тело, гравитационный эффект планеты будет иметь тенденцию оттягивать тело назад, из-за чего тело теряет энергию и начинает слегка падать к солнцу.

Небольшое падение к солнцу заставляет тело двигаться на более низкую орбиту (относительно солнца) и, таким образом, ускоряться. Это кажется парадоксальным, но это тот факт, что гравитационное сопротивление планеты на теле фактически заставляет его ускоряться.

Тело ускоряется и поэтому начинает удаляться от планеты.

Когда тело образует угол более 60 градусов с планетой, гравитационное притяжение планеты теперь имеет противоположный эффект. Оно в сочетании с притяжением солнца заставляет тело ускоряться, и (как это ни парадоксально) это ускорение заставляет тело двигаться на более дальнюю орбиту и замедляться.

Есть две вещи, которые являются ключевыми для понимания этого. Во-первых, помните, что диаграммы, которые вы показываете, нарисованы с фиксированной планетой. Т.е. "камера" вращается с той же скоростью, с которой планета обращается вокруг Солнца, поэтому планета кажется неподвижной. Если вы не будете вращать камеру, вы увидите, что тело на самом деле имеет почти эллиптическую орбиту относительно Солнца. Во-вторых, вам нужно понять, что на орбите сопротивление не замедляет вас. Перетаскивание заставляет вас падать к солнцу и ускоряться.

Как тела попали на такие орбиты? В основном по счастливой случайности. У них оказались орбиты, близкие к орбите Земли, и благодаря удачному влиянию гравитации других планет они были смещены со своей обычной орбиты вокруг Солнца на орбиту головастика. Оказавшись там, они могут оставаться на своей орбите десятки тысяч лет. Несмотря на это, известно, что только один объект существует на орбите головастика относительно Земли.

Каким образом при сближении с планетой тело «отстает» вместо того, чтобы продолжать ускоряться к планете?

По сути, это проблема помощи гравитации . В системе с двумя телами меньший объект падает на Землю, ускоряется, промахивается, затем улетает от Земли, возвращая скорость при отлете, которую он добавил при полете к. Чистое изменение скорости относительно Земли во время прохождения близко к нулю.

В системе трех тел по отношению к солнцу все меняется. Астероид эффективно увеличивает или уменьшает скорость относительно Солнца. Если замедляется, то падает ближе к солнцу, если ускоряется, то удаляется.

Подковообразная орбита — это относительно совершенный танец, когда она совершает это взад-вперед, пересекая орбитальный путь Земли на десятки или сотни, может быть, даже тысячи или орбит, выглядя как подкова с земной системы отсчета. С точки зрения Солнца астероид не может решить, хочет ли он быть ближе Земли или дальше Земли.