О резонансах
Nov. 6th, 2017 05:20 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
atandakil_gunzeВ нашем мире достаточно часто случается так, что два (или более) небесных тела, обращающиеся вокруг центрального для них тела (например, планеты, обращающиеся вокруг звезды, или спутники - вокруг планеты), имеют периоды обращения, кратные друг другу.
В таких случаях говорят о орбитальном резонансе между этими телами (или их орбитами), а отношение периодов обращения этих тел называют кратностью резонанса.
Примеров орбитального резонанса как в Солнечной системе, так и за ее пределами, достаточно много.
Например, Сатурн и Юпитер находятся в почти строгом резонансе 2:5 (два оборота Сатурна вокруг Солнца по продолжительности почти равны пяти оборотам Юпитера). А комета Энке и Юпитер обращаются вокруг Солнца в резонансе 5:1.
Плутон и еще множество объектов пояса Койпера, (см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/9780.html), так называемых плутино, в том числе, Орк, Иксион, 1993 RO, 1998 SN165 и другие находятся в резонансе 2:3 с Нептуном. Всего плутино насчитывается больше сотни. Кстати Нептун богат резонансами - помимо плутино (объектов с резонансом 2:3), в резонансе 3:5 с ним находятся десять объектов пояса Койпера, в резонансе 4:7 - около двух десятков, в резонансе 1:2 (тутино) - около полутора десятков, в резонансе 2:5 - более десяти и еще несколько десятков находятся в других резонансах.
Среди спутников планет также часто наблюдаются резонансы. Так, периоды обращения Ганимеда, Европы и Ио вокруг Юпитера относятся как 1:2:4. В системе Плутона резонанс его спутников - 2:3:12. А в системе Сатурна, к примеру, у Титана и Гипериона резонанс - 3:4. И это - далеко не исчерпывающий перечень.
Встречается также резонанс 1:1 ("троянцы" ) - когда тела следуют по одной орбите с отставанием (или опережением) на шестьдесят градусов, находясь в точках Лагранжа, где гравитация центрального тела и его спутника взаимно уравновешивается. Мелкие тела, сопровождающие крупные в точках Лагранжа и следующие с ними в резонансе 1:1, называются троянцами. Их бывает очень много - перед Юпитером, например, в резонансе 1:1 следует более 1700 астероидов, а за ним - около 2800. Троянцы имеются и у некоторых других планет, в том числе, у Земли. Троянцы встречаются даже у спутников - так, в системе Сатурна пара троянцев (Телесто и Калипсо) сопровождает Тетис, а пара Елена и Полидевк - Диону (в обоих случаях один троянец опережает на орбите больший спутник на 60 градусов, а второй - отстает на 60 градусов).
Существуют и другие варианты резонанса 1:1, но они встречаются намного реже.
В других планетных системах резонансы орбит экзопланет наблюдаются достаточно часто При этом иногда наблюдаются экзотические орбитальные резонансы. Так, две планеты звезды HD 41248 обращаются в резонансе 5:7, звезды Кеплер-29 - 7:9, HD 202206 - 1:5, а ипсилон Андромеды - 3:16.
От орбитального резонанса следует отличать спин-орбитальный резонанс, при котором существует кратное соотношение между периодами обращения тела по орбите и его вращения вокруг собственной оси.
Таких примеров известно множество - особенно, примеров резонанса 1:1, когда периоды обращения и вращения совпадают. Классический пример - Луна. И, если угодно, большинство иных крупных спутников в Солнечной системе.
При спин-орбитальном резонансе 1:1 обращающееся тело всегда повернуто к центральному одной стороной (синхронное вращение).
На синхронное вращение обречен любой достаточно близко расположенный спутник (или планета, расположенная близко к своей звезде) - ее вращение будет тормозиться приливным взаимодействием достаточно эффективно, пока не синхронизируется.
Если же спутник или планета расположены недостаточно близко, чтобы синхронизировать вращение, возможен иной, кроме 1:1, спин-орбитальный резонанс. Пример - Меркурий со спин-орбитальным резонансом 3:2 (за два оборота вокруг Солнца Меркурий совершает три оборота вокруг собственной оси).
В таких случаях говорят о орбитальном резонансе между этими телами (или их орбитами), а отношение периодов обращения этих тел называют кратностью резонанса.
Примеров орбитального резонанса как в Солнечной системе, так и за ее пределами, достаточно много.
Например, Сатурн и Юпитер находятся в почти строгом резонансе 2:5 (два оборота Сатурна вокруг Солнца по продолжительности почти равны пяти оборотам Юпитера). А комета Энке и Юпитер обращаются вокруг Солнца в резонансе 5:1.
Плутон и еще множество объектов пояса Койпера, (см. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/9780.html), так называемых плутино, в том числе, Орк, Иксион, 1993 RO, 1998 SN165 и другие находятся в резонансе 2:3 с Нептуном. Всего плутино насчитывается больше сотни. Кстати Нептун богат резонансами - помимо плутино (объектов с резонансом 2:3), в резонансе 3:5 с ним находятся десять объектов пояса Койпера, в резонансе 4:7 - около двух десятков, в резонансе 1:2 (тутино) - около полутора десятков, в резонансе 2:5 - более десяти и еще несколько десятков находятся в других резонансах.
Среди спутников планет также часто наблюдаются резонансы. Так, периоды обращения Ганимеда, Европы и Ио вокруг Юпитера относятся как 1:2:4. В системе Плутона резонанс его спутников - 2:3:12. А в системе Сатурна, к примеру, у Титана и Гипериона резонанс - 3:4. И это - далеко не исчерпывающий перечень.
Встречается также резонанс 1:1 ("троянцы" ) - когда тела следуют по одной орбите с отставанием (или опережением) на шестьдесят градусов, находясь в точках Лагранжа, где гравитация центрального тела и его спутника взаимно уравновешивается. Мелкие тела, сопровождающие крупные в точках Лагранжа и следующие с ними в резонансе 1:1, называются троянцами. Их бывает очень много - перед Юпитером, например, в резонансе 1:1 следует более 1700 астероидов, а за ним - около 2800. Троянцы имеются и у некоторых других планет, в том числе, у Земли. Троянцы встречаются даже у спутников - так, в системе Сатурна пара троянцев (Телесто и Калипсо) сопровождает Тетис, а пара Елена и Полидевк - Диону (в обоих случаях один троянец опережает на орбите больший спутник на 60 градусов, а второй - отстает на 60 градусов).
Существуют и другие варианты резонанса 1:1, но они встречаются намного реже.
В других планетных системах резонансы орбит экзопланет наблюдаются достаточно часто При этом иногда наблюдаются экзотические орбитальные резонансы. Так, две планеты звезды HD 41248 обращаются в резонансе 5:7, звезды Кеплер-29 - 7:9, HD 202206 - 1:5, а ипсилон Андромеды - 3:16.
От орбитального резонанса следует отличать спин-орбитальный резонанс, при котором существует кратное соотношение между периодами обращения тела по орбите и его вращения вокруг собственной оси.
Таких примеров известно множество - особенно, примеров резонанса 1:1, когда периоды обращения и вращения совпадают. Классический пример - Луна. И, если угодно, большинство иных крупных спутников в Солнечной системе.
При спин-орбитальном резонансе 1:1 обращающееся тело всегда повернуто к центральному одной стороной (синхронное вращение).
На синхронное вращение обречен любой достаточно близко расположенный спутник (или планета, расположенная близко к своей звезде) - ее вращение будет тормозиться приливным взаимодействием достаточно эффективно, пока не синхронизируется.
Если же спутник или планета расположены недостаточно близко, чтобы синхронизировать вращение, возможен иной, кроме 1:1, спин-орбитальный резонанс. Пример - Меркурий со спин-орбитальным резонансом 3:2 (за два оборота вокруг Солнца Меркурий совершает три оборота вокруг собственной оси).
