Как более высокие числа влияют на орбитальный резонанс?

Говоря об орбитальном резонансе, наиболее распространенными резонансами в нашей Солнечной системе являются 1:2 (вспомните спутники Юпитера) и 2:3 (вспомните Плутон и Нептун). Однако меня смущает отсутствие больших чисел в этих резонансах. Я накопил некоторые данные о резонансах и понял, что разница между числами дает более стабилизированные резонансы. Например, резонанс 1:29 не будет стабильным из-за массивного разделения объектов друг от друга и гравитационного вмешательства других тел. Однако это также поднимает другой вопрос, и тот, который я буду задавать. Резонанс 28:29 кажется несколько устойчивым; ведь все объекты находятся близко друг к другу и будут иметь сильное гравитационное влияние друг на друга. Космос большой, поэтому вряд ли объекты столкнутся, так почему же мы не видим никаких 7:

Что такого в «резонансе 28:29», который «кажется несколько стабильным»? Они проводят долгое время в непосредственной близости друг от друга, притягивая друг друга в радиальном направлении, может ли это также привести к быстро растущему эксцентриситету для обоих? А радиальные силы подобны увеличению или уменьшению силы притяжения центрального тела, что приведет к расфазировке. С другой стороны, 1:2 или 2:3 могут быть «золотой серединой», как достаточно слабым, так и достаточно коротким импульсом, чтобы стабилизирующие эффекты были сильнее, чем дестабилизирующие.
Технически резонанс 28:29 или 234261:234262 можно назвать резонансом 1:1 из-за его непосредственной близости к истинному 1:1. А 62:125 будет 1:2 и так далее.
Наверное, но это не объясняет отсутствие резонансов 3:4 в нашей Солнечной системе. Не могли бы вы мне это объяснить?
Астероиды Туле находятся в резонансе 3:4: en.wikipedia.org/wiki/279_Thule .
О, я этого не знал. Спасибо, что сказал мне.

Ответы (1)

Общее объяснение

В истории нашей Солнечной системы орбиты тел Солнечной системы постепенно эволюционировали, проходя через множество орбитальных резонансных соотношений с «высшим числом». Только стабилизирующих эффектов наиболее стабильных резонансных отношений с «низшим числом» было достаточно, чтобы преодолеть силы, вызывающие орбитальную миграцию.

Когда мы смотрим на орбитальные резонансы в нынешней Солнечной системе, мы получаем снимок во времени, который просто показывает нам резонансы, которые были достаточно мощными, чтобы преодолеть другие силы, вызывающие орбитальную миграцию.

Строгое математическое объяснение того, почему резонансы с меньшим числом имеют больший эффект, чем резонансы с более высоким числом, может быть специфичным для типа резонанса, и у большинства из них достаточно математики, чтобы задушить кошку. Интуитивно понятно, что если вы будете качать ребенка на качелях 28 раз на каждые 29 качаний, особого эффекта вы не добьетесь. Орбитальные резонансы аналогичны.

Конкретный пример (Ртутный спин-орбитальный резонанс):

Здравый смысл гласит, что орбитальные тела в конечном итоге достигнут орбитального / спинового резонанса 1: 1 с основным телом, таким как Луна Земли. Хотя в прошлом Луна вращалась быстрее, приливной крутящий момент замедлял ее вращение до тех пор, пока скорость вращения не сравнялась с периодом обращения. Когда Луна вращалась вниз, она прошла через многие другие соотношения периодов обращения.

Случай орбитального/спинового резонанса Меркурия вокруг Солнца намного сложнее. Ученые и астрономы все еще выясняют, как и почему Меркурий попал в спин-орбитальный резонанс 3:2, когда вращался вниз, а не прошел через резонанс. Из этой отличной новостной статьи :

Приливная диссипация в планете и последующее замедление ее вращения неизбежно проводят планету через последовательность спин-орбитальных резонансов. Тогда возникает вопрос, в каком из этих резонансов планета должна в конечном итоге оказаться в ловушке...

международная команда пересмотрела проблему приливной эволюции вращения Меркурия и обнаружила, что резонанс 3:2 действительно является наиболее вероятным конечным состоянием. Зависящий от частоты приливный крутящий момент действует как эффективная ловушка для планеты, пытающейся пройти через резонанс. Эффективность ловушки сильно зависит от величины эксцентриситета орбиты, а также от температуры и вязкости мантии Меркурия.

Примечание :

Силы, вызывающие смещение планетарных орбит, включают (но не ограничиваются):

  1. Потеря планетарного углового момента из-за газового сопротивления в раннем протопланетном околозвездном аккреционном диске.

  2. Приливные силы, приводящие к обмену угловым моментом.

  3. Столкновения.

  4. Различные гравитационные взаимодействия n тел.

  5. Эффект Ярковского.

  6. Резонансы с другими телами.