WikiSort.ru - Космос

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте

В небесной механике механизмом, эффектом или резонансом Лидова или Лидова—Козаи[1] называется периодическое изменение соотношения эксцентриситета и наклонения орбиты под воздействием массивного тела или тел. Либрации (колебанию около постоянного значения) подвержен аргумент перицентра.

Этот эффект был описан в 1961 году советским учёным в области небесной механики и динамики космических полётов М. Л. Лидовым при исследовании орбит искусственных и естественных спутников планет[2][3] и в 1962 году японским астрономом Ёсихидэ Кодзаи (jp:古在由秀)[4], когда он анализировал орбиты астероидов[5]. Как показали дальнейшие исследования, резонанс Лидова—Козаи является важным фактором, формирующим орбиты нерегулярных спутников планет, транснептуновых объектов, а также внесолнечных планет и кратных звёздных систем[6].

Описание явления

Схема аргумента перицентра

Для орбиты небесного тела с эксцентриситетом и наклонением , которое вращается вокруг большего тела, сохраняется следующее постоянное соотношение:

Глядя на это соотношение, можно сказать, что эксцентриситет может быть «обменян» на наклонение и наоборот, и это периодическое колебание может привести к резонансу между двумя небесными телами. Таким образом, почти круговые, чрезвычайно наклонные орбиты могут получить очень большой эксцентриситет в обмен на меньшее наклонение. Так, например, увеличивающийся эксцентриситет, при постоянной большой полуоси уменьшает расстояние между объектами в перигелии, и этот механизм может заставить кометы становиться околосолнечными.

Как правило, для объектов на орбитах с небольшим наклонением подобные колебания приводят к прецессии аргумента перицентра. Начинаясь с некоторого значения угла, прецессия переходит в либрацию около одного из двух значений угла:90° или 270°, то есть перицентр (точка максимального сближения) будет колебаться вокруг этого значения. Минимальный угол наклонения называется углом Козаи и равен:

Для ретроградных спутников он равен 140,8°.

Физически эффект связан с передачей момента импульса и сохранением его общего количества в связанной системе (см. также интеграл Якоби).

Примеры и применение

Механизм Лидова является причиной того, что небесное тело располагается в перицентре, когда оно находится на самом большом расстоянии от экваториальной плоскости. Этот эффект — одна из причин того, что Плутон защищен от столкновений с Нептуном[7].

Резонанс Лидова также устанавливает ограничения для орбит, возможных в пределах системы, например:

  • для регулярных спутников планет: если орбита спутника планеты будет сильно наклонена к орбите планеты, то эксцентриситет спутниковой орбиты будет увеличиваться до тех пор пока спутник не будет разрушен приливными силами при очередном сближении[1].
  • для нерегулярных спутников: растущий эксцентриситет приведет к столкновению с другим спутником (центральной планетой), или, при их отсутствии, рост апоцентрического расстояния может выбросить спутник из сферы Хилла планеты.

Резонанс Лидова-Козаи использовался при обнаружении внешних планет солнечной системы (Девятая планета[8].), а также при исследовании экзопланет[9][10].

См. также

Инвариант Тиссерана

Примечания

  1. 1 2 М. Л. Лидов — учёный и человек
  2. Лидов, М. Л. (1961). “Эволюция орбит искусственных спутников под воздействием гравитационных возмущений внешних тел”. Искусственные спутники Земли. 8: 5–45.
  3. Lidov, M. L. (1962). “The evolution of orbits of artificial satellites of planets under the action of gravitational perturbations of external bodies”. Planetary and Space Science. 9: 719–759. Проверено 4 April 2013. |access-date= требует |url= (справка)
  4. более правильно его имя звучит как Ёсихидэ Кодзай (яп. 古在 由秀 Кодзай Ёсихидэ)
  5. Y. Kozai, Secular perturbations of asteroids with high inclination and eccentricity. Astronomical Journal (11/1962). Проверено 6 февраля 2010. Архивировано 17 апреля 2012 года. (англ.)
  6. Innanen et al. Linqing Wen. О распределении эксцентриситетов сливающихся двойных чёрных дыр в шаровых скоплениях порождаемом эффектом Козаи (On the Eccentricity Distribution of Coalescing Black Hole Binaries Driven by the Kozai Mechanism in Globular Clusters). arXiv.org (22 Nov 2002). (англ.)
  7. Innanen et al. The Kozai Mechanism and the stability of planetary orbits in binary star systems. Astronomical Journal (05/1997). Проверено 6 февраля 2010. Архивировано 17 апреля 2012 года. (англ.)
  8. Максим Руссо. Планета девять: новые доказательства // полит.ру. — 2016. — 16 октябрь.
  9. Л. Л. Соколов, Б. Б. Эскин. О возможных резонансных орбитах экзопланет // Астрономический вестник. — 2009. Т. 43, № 1. С. 87-92. ISSN 0320-930X.
  10. Ivan Shevchenko. The Lidov-Kozai Effect - Applications in Exoplanet Research and Dynamical Astronomy. — Springer, 2016. ISBN 978-3-319-43522-0.

Ссылки

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии