Может ли планета находиться в спин-орбитальном резонансе со своим родителем и в резонансе с другими планетами одновременно?

Меркурий приливно заперт в спин-орбитальном резонансе 3:2 с Солнцем. Возможны и другие резонансы, такие как 1:1, 2:1, 5:2. Многие объекты, такие как спутники Юпитера, заперты в резонансе среднего движения, а это означает, что каждый объект совершает целое число оборотов на каждое целое число оборотов, которое завершают его соседи. Это означает, что система очень стабильна и со временем вернется в исходное состояние.

Мне было интересно, может ли член резонансной цепи быть запертым в спин-орбитальном резонансе более высокого порядка, отличном от 1: 1, с его родителем, оставаясь при этом в резонансе средних мотонов с другими планетами?

В частности, мне было интересно, реалистична ли эта грубо набросанная система?

  • Валгалла А: ранняя звезда F-типа
  • Valhalla b: суперземля, лавовый мир с натриевой атмосферой
  • Valhalla c: суперземля, лавовый мир с замерзшей ночной стороной
  • Валгалла d: ледяной гигант, атмосфера с преобладанием гелия из-за близости к солнцу.
  • Валгалла e: суперземля, углеродная планета, образовавшаяся из-за изменения состава протопланетного диска.
  • Valhalla f: газовый гигант в обитаемой зоне, почти 9 М Дж

Валгаллы от b до e действительно плотно сгруппированы рядом со звездой в резонансе среднего движения. Все они заперты в спин-орбитальном резонансе 1:1, за исключением Valhalla e, которая находится в спин-орбитальном резонансе, подобном Меркурию, 3:2. Мне было интересно, может ли Валгалла объяснить такое состояние внутренней системы. Он собрал планеты так близко к звезде и взаимодействует с Валгаллой e, что более эксцентричен, чем другие планеты. Это правдоподобная и стабильная установка?

Предполагается, что структура системы аналогична самой внутренней системе Кеплера 90 .введите описание изображения здесь

"резонанс с другими планетами" означает орбитальный резонанс?
@Александр Да. Я попытался использовать спин-орбиту и среднее движение, чтобы различить их. Надеюсь, я правильно понял соглашения об именах.
Если я правильно понял вопрос, то да, более чем правдоподобно. В плотно упакованной системе все орбиты и вращения находились бы в резонансе с другими.
@Alexander Александр Да, но я не уверен, что Valhalla e может вращаться вокруг своей оси 3 раза за каждые две орбиты, находясь в резонансе с тремя другими планетами, такими как луны Юпитера. Влияют ли спин-орбитальный резонанс и резонанс среднего движения друг на друга?
Все зависит от того, какое гравитационное воздействие сильнее. Для спинового резонанса это влияние родителя.

Ответы (1)

Ответ на ваш первый вопрос: может ли планета находиться в спин-орбитальном резонансе со своим родителем и в резонансе с другими планетами одновременно? - Да.

Планеты или луны нередко находятся в орбитальном резонансе друг с другом. Спутники Юпитера Ганимед и Европа находятся в резонансе 4:1 и 2:1 относительно Ио, а Плутон и Нептун находятся в орбитальном резонансе 3:2. Некоторые внесолнечные планеты также демонстрируют орбитальный резонанс.

Теперь, если две планеты в орбитальном резонансе находятся в спин-орбитальном резонансе со своим родительским солнцем, они также будут в резонансе друг с другом. Предположим, что две планеты находятся в орбитальном резонансе 2:1, а самая внутренняя планета находится в спин-орбитальном резонансе 3:2 (1,5:1), а самые внешние находятся в спин-орбитальном резонансе 3:1, их вращения будут в 1 :1 резонанс друг с другом: 2*1,5:3 Каждый раз, когда внутренняя планета совершает 2 оборота, она вращается 3 раза - и в то же время внешняя планета завершает один оборот, вращаясь 3 раза. Следовательно, их периоды вращения одинаковы.

Однако я не думаю, что система, которую вы описываете, возможна. Масса F-звезд составляет 1-1,4 массы Солнца, и из соотношения масса-светимость мы получаем, что их светимость не более чем в 3,8 раза больше, чем у нашего Солнца. Это сделало бы обитаемую зонупростираться примерно в два раза дальше, чем в нашей Солнечной системе (поскольку свет и тепло убывает пропорционально квадрату расстояния). Большинство оценок внешнего края нашей обитаемой зоны находятся в пределах 2 астрономических единиц (а.е.), что составляет 4 а.е. для вашей системы. Я сомневаюсь, что суперюпитер массой 9 Юпитер на такой орбите позволил бы стабильным планетам, кроме очень близких к Солнцу. Присутствие Юпитера в 5,2 а.е. от нашего Солнца предотвратило формирование планеты там, где находится пояс астероидов. Марс вращается на расстоянии 1,5 а.е. и, вероятно, не может быть намного дальше (возможно, максимум 2 а.е.). По грубой оценке, я сомневаюсь, что какая-либо внутренняя планета в вашей системе может быть стабильной дальше, чем около ½ а.е., что сделало бы ее невероятно горячей, учитывая более высокую светимость Солнца. Планета на таком расстоянии получит примерно в три раза больше тепла, чем Меркурий.

Одно предостережение заключается в том, что планеты в орбитальном резонансе сделают более близкие орбиты более стабильными. Тем не менее, пять стабильных планет внутри вашего суперюпитера сильно напрягают ситуацию.

Спасибо за ответ. На самом деле я стремился к такой сверхплотной внутренней Солнечной системе близко к Солнцу. Вот почему первая и вторая планеты являются лавовыми мирами. Предполагается, что первая планета имеет температуру поверхности около 3000 К.
Может ли планета находиться в спин-орбитальном резонансе со своим родителем и в резонансе с другими планетами одновременно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v