Коорбитальная конфигурация - Co-orbital configuration

В астрономия, а коорбитальная конфигурация представляет собой конфигурацию из двух или более астрономические объекты (Такие как астероиды, луны, или же планеты ), движущиеся по орбите на одинаковом или очень близком расстоянии от своего основного источника, т.е. 1: 1 резонанс среднего движения. (или 1: −1, если вращается в противоположные направления ).[1]

Есть несколько классов коорбитальных объектов, в зависимости от их точки либрация. Самый распространенный и самый известный класс - это троян, который либрирует вокруг одного из двух стабильных Лагранжевые точки (Троянские точки), L4 и я5, 60 ° впереди и позади большего тела соответственно. Другой класс - это подкова орбита, в котором объекты отклоняются примерно на 180 ° от большего тела. Объекты, колеблющиеся около 0 °, называются квази-спутники.[2]

An обменная орбита происходит, когда два коорбитальных объекта имеют одинаковую массу и, таким образом, оказывают существенное влияние друг на друга. Предметы могут обмениваться полуглавные оси или же эксцентриситет когда они подходят друг к другу.

Параметры

Параметры орбиты, которые используются для описания отношения коорбитальных объектов, - это долгота перицентра разница и средняя долгота разница. Долгота перицентра - это сумма средней долготы и средняя аномалия а средняя долгота - это сумма долгота восходящего узла и аргумент перицентра .

Трояны

Троянские точки - это точки, помеченные L4 и L5, выделенный красным, на орбитальном пути вторичного объекта (синий), вокруг первичного объекта (желтый).
Основная статья: Троян (астрономия)

Троянские объекты движутся по орбите на 60 ° впереди (L4) или сзади (L5) более массивный объект, находящийся на орбите вокруг еще более массивного центрального объекта. Самый известный пример - астероиды, которые вращаются впереди или позади Юпитер вокруг солнце. Троянские объекты не вращаются точно в одном из Лагранжевые точки, но остаются относительно близко к нему, будто медленно вращаются вокруг него. С технической точки зрения они крутятся вокруг = (± 60 °, ± 60 °). Точка, вокруг которой они либрируют, одна и та же, независимо от их массы или эксцентриситета орбиты.[2]

Троянские малые планеты

Есть несколько тысяч известных троянских малых планет, вращающихся вокруг Солнца. Большинство этих орбит около точек Лагранжа Юпитера, традиционных Юпитер трояны. По состоянию на 2015 год есть еще 13 Нептун трояны, 7 Марсианские трояны, 2 Трояны урана (2011 квартал99 и 2014 YX49 ) и 1 Земной троян (2010 ТЗ7) известно о существовании.

Троянские луны

Система Сатурна содержит два набора троянских спутников. Обе Тетис и Диона иметь по два троянских луны каждый, Telesto и Калипсо в L Тетис4 и я5 соответственно, и Элен и Полидевки в L Дионы4 и я5 соответственно.

Полидевк примечателен своей широкой либрация: он отклоняется на ± 30 ° от своей точки Лагранжа и на ± 2% от своего среднего радиуса орбиты вдоль орбита головастика через 790 дней (в 288 раз больше его орбитального периода вокруг Сатурна, как у Дионы).

Троянские планеты

Пара коорбитальных экзопланеты было предложено вращаться вокруг звезды Кеплер-223, но позже это было отозвано.[3]

Возможность троянской планеты Кеплер-91б был изучен, но был сделан вывод, что транзитный сигнал был ложноположительным.[4]

Одна возможность для жилая зона это троянская планета из гигантская планета близко к его звезда.[5]

Формирование системы Земля – Луна.

Согласно гипотеза гигантского удара, то Луна образовались после столкновения двух соорбитальных объектов: Theia, который, как считается, имел около 10% массы Земли (примерно такой же массивный, как Марс ), и прото-Земля, орбиты которой были нарушены другими планетами, что вынудило Тейю покинуть ее троянское положение и вызвать столкновение.

Подковообразные орбиты

Вращающаяся рама изображение подкова обменяться орбитами Януса и Эпиметея
Анимация Эпиметеяс орбита - вращающаяся система отсчета
  Сатурн ·   Янус  ·   Эпиметей
Основная статья: Подковообразная орбита

Объекты на подковообразной орбите либрируют примерно на 180 ° от главного объекта. Их орбиты охватывают обе равносторонние лагранжевые точки, т. Е. L4 и я5.[2]

Коорбитальные спутники

Смотрите также: Эпиметей (луна) § Орбита

В Сатурнианский луны Янус и Эпиметей имеют общие орбиты, разница в больших полуосях меньше среднего диаметра каждого из них. Это означает, что луна с меньшей большой полуосью будет медленно догонять другую. При этом луны гравитационно притягиваются друг к другу, увеличивая большую полуось луны, которая догнала, и уменьшая ось другой. Это меняет их относительное положение пропорционально их массам и заставляет этот процесс начинаться заново с изменением ролей лун. Другими словами, они эффективно меняют орбиты, в конечном итоге колеблющиеся относительно их средневзвешенной орбиты.

Коорбитальные астероиды Земли

Было обнаружено небольшое количество астероидов, которые находятся на одной орбите с Землей. Первым из них будет обнаружен астероид. 3753 Cruithne, вращается вокруг Солнца с периодом чуть меньше одного земного года, в результате чего орбита (с точки зрения Земли) выглядит как бобовидная орбита с центром в позиции, опережающей положение Земли. Эта орбита медленно продвигается вперед относительно орбитальной позиции Земли. Когда орбита Круитна перемещается в положение, в котором она следует за положением Земли, а не опережает ее, гравитационный эффект Земли увеличивает период обращения, и, следовательно, орбита затем начинает отставать, возвращаясь в исходное положение. Полный цикл от ведущей до замыкающей Земли занимает 770 лет, что приводит к движению в форме подковы по отношению к Земле.[6]

Более резонансный околоземные объекты (ОСЗ) с тех пор были обнаружены. К ним относятся 54509 YORP, (85770) 1998 UP1, 2002 AA29, 2010 SO16, 2009 г., и 2015 SO2 которые существуют на резонансных орбитах, подобных орбитам Круитна. 2010 ТЗ7 первый и пока единственный Земной троян.

Астероиды Венгрии оказались одним из возможных источников для коорбитальных объектов Земли с временем жизни до ~ 58 тыс. лет[7]

Квазиспутниковый

Основная статья: Квазиспутниковый

Квази-спутники - это коорбитальные объекты, которые отклоняются примерно на 0 ° от главного объекта. Квазиспутниковые орбиты с низким эксцентриситетом очень нестабильны, но при эксцентриситетах от среднего до высокого такие орбиты могут быть стабильными.[2] С точки зрения совместного вращения квазиспутник вращается вокруг первичной обмотки как ретроградный спутник, хотя на столь больших расстояниях, что он не связан с ним гравитацией.[2] Два примера квази-спутники из земной шар находятся 2014 ПР339[8]и 469219 Kamoʻoalewa.[9][10]

Обменные орбиты

В дополнение к замене местами больших полуосей, таких как спутники Сатурна Эпиметей и Янус, есть еще одна возможность - использовать одну и ту же ось, но вместо этого поменять местами эксцентриситет.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Morais, M.H.M .; Ф. Намуни (2013). «Астероиды в ретроградном резонансе с Юпитером и Сатурном». Ежемесячные уведомления о письмах Королевского астрономического общества. 436: L30 – L34. arXiv:1308.0216. Bibcode:2013МНРАС.436Л..30М. Дои:10.1093 / mnrasl / slt106.
  2. ^ а б c d е Динамика двух планет в соорбитальном движении
  3. ^ «Обнаружены две планеты на одной орбите». Новый ученый. 24 февраля 2011 г.
  4. ^ Характеристика Kepler-91b и исследование потенциального троянского компаньона с помощью EXONEST, Бен Пласек, Кевин Х. Кнут, Даниэль Ангерхаузен, Джон М. Дженкинс (отправлено 3 ноября 2015 г.)
  5. ^ Внесолнечные троянские планеты рядом с обитаемыми зонами, Р. Дворжак, Э. Пилат-Лохингер, Р. Шварц, Ф. Фрайстеттер
  6. ^ Christou, A. A .; Ашер, Д. Дж. (2011). «Долгоживущий подковообразный спутник Земли». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 414 (4): 2965. arXiv:1104.0036. Bibcode:2011МНРАС.414.2965С. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2011.18595.x.
  7. ^ Galiazzo, M. A .; Шварц, Р. (2014). «Регион Венгрии как возможный источник троянов и спутников во внутренней Солнечной системе». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 445 (4): 3999. arXiv:1612.00275. Bibcode:2014МНРАС.445.3999Г. Дои:10.1093 / мнрас / stu2016.
  8. ^ де ла Фуэнте Маркос, Карлос; де ла Фуэнте Маркос, Рауль (2014). «Астероид 2014 OL339: еще один квази-спутник Земли». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 445 (3): 2985–2994. arXiv:1409.5588. Bibcode:2014МНРАС.445.2961Д. Дои:10.1093 / mnras / stu1978.
  9. ^ Агл, округ Колумбия; Браун, Дуэйн; Кантильо, Лори (15 июня 2016 г.). «Маленький астероид - постоянный спутник Земли». НАСА. Получено 15 июн 2016.
  10. ^ де ла Фуэнте Маркос, Карлос; де ла Фуэнте Маркос, Рауль (2016). «Астероид (469219) 2016 HO3, самый маленький и самый близкий квазоспутник Земли». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 462 (4): 3441–3456. arXiv:1608.01518. Bibcode:2016МНРАС.462.3441Д. Дои:10.1093 / mnras / stw1972.
  11. ^ Функ, Б. (2010). "Обменные орбиты: возможное приложение к внесолнечным планетным системам?". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 410 (1): 455–460. Bibcode:2011МНРАС.410..455Ф. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2010.17453.x.

внешняя ссылка