Grietas de kirkwood

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 16 de abril de 2021; la verificación requiere 1 edición .

Las grietas de Kirkwood o las alcantarillas de Kirkwood  son ciertas áreas en el cinturón de asteroides que son creadas por la influencia resonante de Júpiter . En estas áreas , los asteroides están prácticamente ausentes [1] .

El hecho es que los asteroides “prefieren” encontrarse con Júpiter con menos frecuencia, evitando aquellas órbitas en las que tales encuentros pueden ocurrir regularmente. Los asteroides no pueden existir en tales órbitas durante mucho tiempo, porque debido a la influencia gravitacional de Júpiter, estas órbitas se vuelven inestables. Como resultado, algunas áreas del cinturón de asteroides están casi vacías: estas son las llamadas grietas o escotillas de Kirkwood. Y en otras áreas, el número de asteroides, por el contrario, aumenta dramáticamente.

Órbitas de asteroides

Evitando los encuentros con Júpiter, algunos asteroides se mueven en resonancia con él, manteniendo sus períodos orbitales en una proporción simple con el período de revolución del planeta gigante . El caso más simple de tal resonancia con una relación de período de 1:1 son los " troyanos " .

Estas brechas fueron notadas por primera vez en 1866 por el astrónomo estadounidense Daniel Kirkwood , quien descubrió la existencia de brechas en la distribución de los períodos de revolución de los asteroides y los ejes semi-mayores de sus órbitas [2] . Kirkwood encontró que los asteroides evitan aquellos períodos que están en una relación entera simple [3] con el período de la revolución de Júpiter alrededor del Sol, por ejemplo, 2:1, 3:1, 5:2, etc. Bajo la influencia de la fuerza gravitatoria de Júpiter influencia, los asteroides cambian de órbita y son expulsados ​​de esta región del espacio [4] .

Entonces, por ejemplo, hay muy pocos asteroides con un semieje mayor de 2,5 UA . es decir, y un período de 3,95 años, tienen una revolución de Júpiter por tres revoluciones alrededor del Sol. En consecuencia, la resonancia con Júpiter será de 3:1. Tal asteroide se acercará a Júpiter a la distancia mínima posible con mucha más frecuencia que otros asteroides que se encuentran en órbitas ordinarias no resonantes, es decir, cada 3 revoluciones. Como resultado, experimentará regularmente la fuerte influencia gravitatoria de este planeta, por lo que la excentricidad de la órbita de los asteroides resonantes bajo la influencia de la gravedad del planeta gigante aumentará gradualmente, y mucho más rápido que la de otros asteroides. como resultado, el asteroide finalmente es expulsado de dicha órbita y se mueve a una más estable [5] . Este proceso puede proceder notablemente más intensamente en los momentos de las oposiciones de Júpiter y Saturno [6] .

Las resonancias más débiles, en las que los acercamientos ocurren con menos frecuencia, conducen a una disminución gradual en el número de asteroides, comenzando por los más pequeños. Las concentraciones máximas de asteroides (el pico en el histograma) suelen corresponder a las órbitas en las que circulan algunas grandes familias de asteroides .

La existencia de lagunas fue predicha por Daniel Kirkwood allá por 1857 , cuando solo se descubrieron unos 50 asteroides, lo cual era muy poco para confirmar su teoría, pero ahora que el número de asteroides descubiertos ha superado los 300.000, su exactitud ya no está en duda.

La distribución de Kirkwood es el caso más visible de resonancia orbital, similar a la división de Cassini en el sistema de anillos de Saturno .

Más recientemente, se ha descubierto un número relativamente pequeño de asteroides de alta excentricidad orbitando la región de Kirkwood. Ejemplos de tales asteroides son la familia Alinda y la familia Grikva . Las órbitas de estos asteroides aumentan lenta pero inexorablemente su excentricidad debido a los acercamientos demasiado frecuentes a Júpiter y, eventualmente, después de varias decenas de millones de años, los asteroides serán arrojados fuera de esta área por la gravedad del planeta gigante.

Resonancias

De acuerdo con la tercera ley de Kepler , se pueden calcular las resonancias entre algunas órbitas de asteroides y Júpiter [7] .

Haciendo los cálculos apropiados, es posible establecer las ranuras de Kirkwood más famosas (ver diagrama), ubicadas en los siguientes radios orbitales promedio:

• 2.06 a. E. (resonancia 4:1)
• 2.5a. E. (resonancia 3:1), la órbita de los asteroides de la familia Alinda
• 2.82 a. E. (resonancia 5:2)
• 2,95 a. E. (resonancia 7:3)
• 3.27 a. E. (resonancia 2:1), la órbita de los asteroides de la familia Grikva

Órbitas resonantes más débiles, que también se pueden encontrar en el mapa:

• 1.9 a. E. (resonancia 9:2)
• 2.25 a. E. (resonancia 7:2)
• 2.33 a. E. (resonancia 10:3)
• 2.71 a. E. (resonancia 8:3)
• 3.03 a. E. (resonancia 9: 4)
• 3.075 a. E. (resonancia 11:5)
• 3.47 a. E. (resonancia 11:6)
• 3.7 a. E. (resonancia 5:3)

Véase también

• resonancia orbital
• La fisura de Cassini  es de la misma naturaleza que las fisuras de Kirkwood.
• familia de asteroides

Notas

1. ↑ Cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter
2. ↑ Coleman, Helen Turnbull Waite. Banners en el desierto: los primeros años de Washington y Jefferson  College . - Prensa de la Universidad de Pittsburgh  (inglés) , 1956. - P. 158.
3. ↑ Donde el dividendo y el divisor son números "no muy grandes" (hasta 10)
4. ↑ Escotillas de Kirkwood
5. ↑ Lunas, Michèle; Morbidelli, Alejandro. Resonancias seculares dentro de las conmensurabilidades de movimiento medio: los casos 4/1, 3/1, 5/2 y 7/3  // Icarus  :  revista. - Elsevier , 1995. - Vol. 114 , núm. 1 . - P. 33-50 . -doi : 10.1006 / icar.1995.1041 . - .
6. ↑ Lunas, Michèle; Morbidelli, Alejandro; Migliorini, Fabio. Estructura dinámica de la conmensurabilidad 2/1 con Júpiter y el origen de los asteroides resonantes  (inglés)  // Icarus  : revista. - Elsevier , 1998. - Vol. 135 , núm. 2 . - P. 458-468 . -doi : 10.1006 / icar.1998.5963 . - .
7. ↑ Un registro de la migración de planetas en el cinturón principal de asteroides . naturaleza _ doi : 10.1038/naturaleza07778 . Recuperado: 13 de diciembre de 2016. (indefinido)

Enlaces

• Brechas de Kirkwood e inestabilidad en el problema de los tres cuerpos. Conferencia 1, 2, 3
• Portal Educativo de Ciencias Naturales (Órbitas de Asteroides)  (enlace inaccesible)
• Artículo sobre las brechas de Kirkwood en Wolfram's
• Un método para crear una simulación a corto plazo

diccionarios y enciclopedias	gran noruego Britannica (en línea)