Две планеты на одной орбите - не планеты?

Вопреки тому, что утверждают некоторые другие ответы, два тела примерно одинакового размера могут (почти) разделять орбиту вокруг более крупного третьего тела. Нет известных планет (или карликовых планет) с такими орбитами, но хорошо известный пример существует среди спутников Сатурна: коорбитальные спутники Янус и Эпиметей .

Что происходит в такой системе, так это то, что спутники, находящиеся на одной орбите, не остаются на фиксированном расстоянии друг от друга: какой бы из них ни оказался ближе к центральному телу, он будет вращаться вокруг него немного быстрее и, следовательно, постепенно догонит другой. один. Однако, как только спутники приблизятся достаточно близко, их гравитация начнет стягивать их вместе, так что отстающий спутник получит угловой момент, а ведущий спутник его потеряет.

Несколько парадоксально, что эта передача импульса увеличивает радиус орбиты отстающего спутника, тем самым замедляя его , в то время как радиус орбиты ведущего спутника уменьшается, заставляя его ускоряться . Таким образом, спутники в конечном итоге фактически «меняются орбитами», так что ведущий спутник становится более быстрым и снова начинает набирать расстояние от отстающего, пока в конечном итоге не догонит другой спутник сзади, и процесс повторяется.

В системе отсчета, вращающейся вокруг центрального тела со средней орбитальной скоростью спутников, чистые траектории спутников выглядят как подковы . Вот такая схема движения Януса и Эпиметея относительно друг друга по орбите вокруг Сатурна (не в масштабе, очевидно), взятая из Википедии:

^{Карикатура на подковообразные орбиты Януса и Эпиметея вокруг Сатурна, сделанная пользователем Википедии Jrkenti и используемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0.}

Что касается того, будут ли два объекта на такой орбите вокруг Солнца считаться планетами, если предположить, что они удовлетворяют другим требованиям , я бы сказал, что ваше предположение так же хорошо, как и мое: поскольку в Солнечной системе не известно таких объектов, и поскольку не ожидается, что будут найдены другие, у IAU не было необходимости рассматривать этот конкретный вопрос.

Что касается предположений, то можно утверждать, что если бы такая пара планет действительно существовала в Солнечной системе, МАС нашел бы какой-то способ впихнуть их туда. Одним из возможных способов сделать это могло бы быть рассмотрение меньшей объект в паре должен быть необычным спутником большего или, по крайней мере, находиться «иным образом под его гравитационным влиянием», что позволяет, по крайней мере, большему телу считаться планетой, так же как Земля считается планетой несмотря на присутствие Луны практически на той же орбите .

Я не думаю, что описанная вами ситуация возможна. Вы описываете две планеты, каждая из которых находится в точках L3 друг друга ( точка Лагранжа — это точка на орбите с особыми гравитационными свойствами, где объект будет оставаться несколько неподвижным относительно тела, на орбите которого он находится). Даже наши сравнительно небольшие космические аппараты, находящиеся в земной точке L1 (между Землей и Солнцем), нуждаются в периодических корректировках.

Орбиты планет несколько нестабильны: они меняются со временем понемногу, по мере того, как Солнце теряет массу, а другие планеты и мусор Солнечной системы толкают и притягивают планеты. Если бы орбита одной из этих планет изменилась чуть-чуть, она выпала бы из точки Лагранжа и попала бы на другую орбиту. Планеты начнут двигаться с разной скоростью и либо столкнутся, либо перейдут на независимые орбиты за астрономически короткий период времени.

Так уж случилось, что основная теория о том, как мы получили Луну, заключается в том, что планета размером с Марс под названием Тейя существовала в точке L4 или L5 Земли (на шестьдесят градусов впереди или позади Земли на ее орбите). Это похоже на ситуацию, которую вы упомянули: он вращался вокруг точки Лагранжа, со временем дестабилизировался и врезался в Землю.

Если бы мы нашли пару планет, вращающихся таким образом, я думаю, обе они неофициально назывались бы планетами. Поскольку это был бы такой редкий и особый случай, МАС мог бы пропустить это, или они могли бы классифицировать их как карликовые планеты в зависимости от других обстоятельств (например, во внутреннем поясе астероидов много орбитальных резонансов, если бы эти две планеты существовали). на такой орбите, я думаю, велики шансы, что вокруг них плавает много другого мусора).

Просто ради аргумента, если бы у каждой из этих двух планет было еще по две планеты в точках L4 и L5, составляющих какой-то магический шестиугольник планет, все ли шесть по-прежнему классифицировались бы как планеты?

Чтобы взглянуть на это поближе, есть пара коорбитальных спутников Сатурна. Это Тефия, и два спутника Телесто и Калипсо. Меньшие спутники находятся в троянских точках (L4 и L5). Ключевым моментом здесь являются «меньшие луны». Острова стабильности, предлагаемые L4 и L5, не так сильны, и тела эквивалентной массы будут больше подвержены влиянию других небесных тел, чем остров стабильности.

Кроме того, не все точки Лагранжа стабильны. Как узнали конструкторы телескопа SOHO, в точку L1 спутник не поставишь, по крайней мере, ненадежно. Но вы можете вращаться вокруг точки L1. L3 также очень нестабилен, поэтому любое тело там не задержится надолго, особенно с массой, равной массе планеты. Также имейте в виду, что тело в L3 не будет видно с исходной планеты только в том случае, если исходная планета имеет почти круговую орбиту.

Если бы мы столкнулись с такой конфигурацией в экзопланетной системе, было бы очень интересно наблюдать за течением времени. В настоящее время мы не можем подтвердить, что тело «пронеслось по окрестностям», поэтому использование этого определения планеты в настоящее время бесполезно для экзопланет.

Должен сказать, что я бы считал их планетами из-за того, что они обе достаточно большие и имеют правильную орбиту вокруг Солнца.