Štěrbiny kirkwoodu

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. dubna 2021; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Kirkwoodské štěrbiny nebo Kirkwoodské průlezy jsou určité oblasti v pásu asteroidů , které jsou vytvořeny rezonančním vlivem Jupiteru . V těchto oblastech se asteroidy prakticky nevyskytují [1] .

Faktem je, že asteroidy se „raději“ setkávají s Jupiterem méně často a vyhýbají se těm oběžným drahám, na kterých k takovým setkáním může docházet pravidelně. Na takových drahách nemohou planetky dlouhodobě existovat, protože vlivem gravitačního vlivu Jupiteru se tyto dráhy stávají nestabilními. V důsledku toho jsou některé oblasti pásu asteroidů téměř nevyplněné – jedná se o takzvané trhliny nebo poklopy Kirkwoodu. A v jiných oblastech se počet asteroidů naopak dramaticky zvyšuje.

Dráhy asteroidů

Některé asteroidy se vyhýbají setkání s Jupiterem a pohybují se s ním v rezonanci a udržují si oběžné doby v jednoduchém poměru s dobou rotace obří planety . Nejjednodušším případem takové rezonance s poměrem period 1:1 jsou „ trojské koně “ .

Tyto mezery byly poprvé zaznamenány v roce 1866 americkým astronomem Danielem Kirkwoodem , který objevil existenci mezer v rozložení period revoluce asteroidů a hlavních poloosách jejich drah [2] . Kirkwood zjistil, že asteroidy se vyhýbají těm periodám, které jsou v jednoduchém celočíselném poměru [3] s periodou Jupiterovy revoluce kolem Slunce, například 2:1, 3:1, 5:2 atd. Pod vlivem gravitační gravitace Jupitera vlivem, asteroidy mění oběžnou dráhu a jsou vymrštěny z této oblasti vesmíru [4] .

Takže například existuje velmi málo asteroidů s hlavní poloosou 2,5 AU . e. a periodu 3,95 roku, mají jednu otáčku Jupitera na tři otáčky kolem Slunce. V souladu s tím bude rezonance s Jupiterem 3:1. Takový asteroid se k Jupiteru přiblíží na minimální možnou vzdálenost mnohem častěji než jiné asteroidy, které jsou na běžných nerezonančních drahách, totiž každé 3 otáčky. Díky tomu bude pravidelně zažívat silný gravitační vliv této planety, díky kterému bude excentricita oběžné dráhy rezonančních asteroidů pod vlivem gravitace obří planety postupně narůstat, a to mnohem rychleji než u jiných asteroidů, v důsledku čehož je asteroid nakonec z takové dráhy vyhozen a přesune se na stabilnější [5] . Tento proces může probíhat znatelně intenzivněji v okamžicích opozice Jupitera a Saturnu [6] .

Slabší rezonance, při kterých dochází k přiblížení méně často, vedou k postupnému snižování počtu asteroidů, počínaje těmi nejmenšími. Maximální koncentrace asteroidů (vrchol v histogramu) často odpovídají drahám, na kterých obíhají některé velké rodiny asteroidů .

Existenci mezer předpověděl Daniel Kirkwood již v roce 1857 , kdy bylo objeveno pouze asi 50 asteroidů, což bylo příliš málo na potvrzení jeho teorie, ale nyní, když počet objevených asteroidů přesáhl 300 000, již není pochyb o jeho správnosti.

Kirkwoodova distribuce je nejviditelnějším případem orbitální rezonance, podobně jako Cassiniho dělení v Saturnově prstencovém systému .

Nedávno bylo objeveno relativně malé množství asteroidů s vysokou excentricitou obíhajících kolem Kirkwoodské oblasti. Příklady takových asteroidů jsou rodina Alinda a rodina Grikva . Dráhy těchto asteroidů pomalu, ale neúprosně zvyšují svou excentricitu v důsledku příliš častých přiblížení k Jupiteru a nakonec, po několika desítkách milionů let, budou asteroidy z této oblasti vyvrženy gravitací obří planety.

Rezonance

V souladu s třetím Keplerovým zákonem lze vypočítat rezonance mezi některými dráhami asteroidů a Jupiterem [7] .

{\frac {T_{1}}{T_{2}}}=\left({\frac {R_{1}}{R_{2}}}\right)^{3/2}

Provedením příslušných výpočtů je možné stanovit nejznámější Kirkwoodovy sloty (viz obrázek), které se nacházejí na následujících průměrných orbitálních poloměrech:

2.06 hod . e. (rezonance 4:1)
2,5 a. e. (rezonance 3:1), oběžné dráze asteroidů rodiny Alinda
2,82 a. e. (rezonance 5:2)
2,95 a. e. (rezonance 7:3)
3,27 hod. e. (rezonance 2:1), dráha asteroidů rodiny Grikva

Slabší rezonanční dráhy, které lze také najít na mapě:

1,9 a. e. (rezonance 9:2)
2.25 hod. e. (rezonance 7:2)
2,33 a. e. (rezonance 10:3)
2,71 a. e. (rezonance 8:3)
3.03 a. e. (rezonance 9:4)
3,075 a. e. (rezonance 11:5)
3,47 a. e. (rezonance 11:6)
3,7 a. e. (rezonance 5:3)

Viz také

orbitální rezonance
Cassiniho puklina je stejné povahy jako Kirkwoodova puklina.
rodina asteroidů

Poznámky

↑ Pás asteroidů mezi Marsem a Jupiterem
↑ Coleman, Helen Turnbull Waite. Banners in the Wilderness: The Early Years of Washington and Jefferson College . - University of Pittsburgh Press (anglicky) , 1956. - S. 158.
↑ Kde dividenda a dělitel nejsou „příliš velká“ čísla (až 10)
↑ Hatches of Kirkwood
↑ Měsíce, Michèle; Morbidelli, Alessandro. Sekulární rezonance uvnitř souměřitelnosti středního pohybu: případy 4/1, 3/1, 5/2 a 7/3 // Icarus : journal. - Elsevier , 1995. - Sv. 114 , č. 1 . - str. 33-50 . - doi : 10.1006/icar.1995.1041 . - .
↑ Měsíce, Michèle; Morbidelli, Alessandro; Migliorini, Fabio. Dynamická struktura souměřitelnosti 2/1 s Jupiterem a původem rezonančních asteroidů (anglicky) // Icarus : journal. - Elsevier , 1998. - Sv. 135 , č.p. 2 . - str. 458-468 . - doi : 10.1006/icar.1998.5963 . - .
↑ Záznam migrace planet v hlavním pásu asteroidů . příroda . doi : 10.1038/nature07778 . Staženo: 13. prosince 2016. (neurčitý)

Odkazy

Slovníky a encyklopedie	Skvělý norský Britannica (online)