Orbital resonance
Ο τροχιακός συντονισμός είναι ένας συντονισμός δύο σωμάτων που βρίσκονται σε τροχιά και ασκούν μια κανονική, περιοδική βαρυτική επίδραση το ένα στο άλλο. Οι περίοδοι της τροχιάς τους μπορούν να συσχετιστούν με έναν λόγο δύο μικρών ακέραιων αριθμών. Προκαλείται από τις μεταβαλλόμενες βαρυτικές δυνάμεις των σωμάτων που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο. Η σταθερότητα του Ηλιακού Συστήματος διερευνήθηκε για πρώτη φορά από τον Laplace, και υπάρχουν ακόμη πολλά που δεν είναι γνωστά γι' αυτήν.
Καθώς ένας δορυφόρος περιφέρεται γύρω από έναν πλανήτη ή δύο αστέρια περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο, οι βαρυτικές δυνάμεις μπορούν να αλλάξουν, μερικές φορές σε τεράστιο βαθμό. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι οι τροχιές είναι συνήθως ελλειπτικές και όχι κυκλικές, και έτσι οι δυνάμεις αλλάζουν ανάλογα. Επίσης, οι πλανήτες και τα αστέρια δεν είναι συνήθως σφαιρικά. Περιστρέφονται και ποικίλλουν ως προς το βαθμό της επιπεδικότητάς τους. Αυτό αλλάζει επίσης τις δυνάμεις σε ένα σώμα που βρίσκεται σε τροχιά.
Ειδικότερα, οι δυνάμεις μπορεί να είναι ασταθείς, οπότε ο μικρότερος εταίρος μπορεί να αλλάξει μέχρι οι δυνάμεις να είναι σταθερές (να μην αλλάζουν με το χρόνο). Οι δορυφόροι συχνά καταλήγουν με τη μία τους όψη προς τον πλανήτη τους, επειδή αυτή είναι η πιο σταθερή θέση (παλιρροιακό κλείδωμα).
Υπάρχουν και άλλα αποτελέσματα σταθερότητας. Τα κενά στους δακτυλίους του Κρόνου προκαλούνται από τη μετατόπιση των σωματιδίων σε πιο σταθερές θέσεις. Στους δακτυλίους του Κρόνου, η διαίρεση Cassini είναι ένα κενό μεταξύ του εσωτερικού δακτυλίου Β και του εξωτερικού δακτυλίου Α. Καθαρίστηκε από έναν συντονισμό 2:1 με το φεγγάρι Μίμας. Ο Δίας κάνει παρόμοια διάκενα Kirkwood στη ζώνη αστεροειδών.
Υπάρχει μια αναλογία σταθερότητας για τον Ποσειδώνα και τον Πλούτωνα: η αναλογία 2:3 σημαίνει ότι ο Πλούτωνας ολοκληρώνει δύο τροχιές στο χρόνο που χρειάζεται ο Ποσειδώνας για να ολοκληρώσει τρεις.
Ο τομέας της μηχανικής που χρησιμοποιείται για τις μελέτες αυτές ονομάζεται ουράνια μηχανική.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι ο τροχιακός συντονισμός;
A: Ο τροχιακός συντονισμός είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο δύο σώματα που βρίσκονται σε τροχιά ασκούν μια κανονική, περιοδική βαρυτική επίδραση το ένα στο άλλο. Οι περίοδοι της τροχιάς τους μπορούν να συσχετιστούν με έναν λόγο δύο μικρών ακέραιων αριθμών.
Ε: Πώς συμβαίνει;
Α: Συμβαίνει όταν οι μεταβαλλόμενες βαρυτικές δυνάμεις των σωμάτων που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο προκαλούν αστάθεια στις τροχιές τους. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι οι τροχιές είναι ελλειπτικές και όχι κυκλικές ή στο ότι οι πλανήτες και τα αστέρια δεν είναι τέλεια σφαιρικά και ποικίλλουν ως προς τον βαθμό επιπεδότητας.
Ερ: Ποιος μελέτησε πρώτος τη σταθερότητα του ηλιακού συστήματος;
Α: Η σταθερότητα του ηλιακού συστήματος διερευνήθηκε για πρώτη φορά από τον Λαπλάς.
Ερ: Τι είναι το παλιρροϊκό κλείδωμα;
Α: Το παλιρροϊκό κλείδωμα είναι όταν οι δορυφόροι καταλήγουν με τη μία τους όψη προς τον πλανήτη τους, επειδή αυτή είναι η πιο σταθερή θέση γι' αυτούς.
Ερ: Τι είναι τα κενά Kirkwood;
Α: Τα κενά Kirkwood είναι κενά στους δακτυλίους του Κρόνου τα οποία προκαλούνται από σωματίδια που μετατοπίζονται σε πιο σταθερές θέσεις λόγω της επιρροής του Δία.
Ερ: Τι είναι ο συντονισμός Ποσειδώνα-Πλούτωνα;
Α: Ο συντονισμός Ποσειδώνα-Πλούτωνα αναφέρεται στην αναλογία 2:3 μεταξύ Ποσειδώνα και Πλούτωνα, που σημαίνει ότι ο Πλούτωνας ολοκληρώνει δύο τροχιές στο χρόνο που χρειάζεται ο Ποσειδώνας για να ολοκληρώσει τρεις.
Ερ: Ποιος τομέας της μηχανικής μελετά αυτά τα φαινόμενα;
Α: Ο τομέας της μηχανικής που χρησιμοποιείται για τη μελέτη αυτών των φαινομένων ονομάζεται ουράνια μηχανική.
