воскресенье, 28 апреля 2019 г.

Предел синхронизации планет и их спутников

В продолжение темы о Синхронных лунах попробуем разобраться, что может охарактеризовать синхронизацию лун.

Выпишем тела нашей солнечной системы, о которых более-менее достоверно известно об орбитах их движения и о характере синхронизации.

НазваниеЧей спутникСинхронизация



МеркурийСолнцеНет
ВенераСолнцеНет
ЗемляСолнцеНет
ЛунаЗемляДа
МарсСолнцеНет
ФобосМарсДа
ДеймосМарсДа
ЮпитерСолнцеНет
СатурнСолнцеНет
УранСолнцеНет
НептунСолнцеНет
ПлутонСолнцеНет
ХаронПлутонДа
ГидраПлутонНет
НиктаПлутонНет
КерберПлутонНет
СтиксПлутонНет
ТритонНептунДа
НереидаНептунНет
НаядаНептунНет
ТалассаНептунНет
ДеспинаНептунНет
ГалатеяНептунНет
ЛариссаНептунНет
ПротейНептунНет
ИоЮпитерДа
ЕвропаЮпитерДа
ГанимедЮпитерДа
КаллистоЮпитерДа
МетидаЮпитерДа
АмальтеяЮпитерДа
ФиваЮпитерДа
ГималияЮпитерНет
ЭлараЮпитерНет
МимасСатурнДа
ЭнцеладСатурнДа
ТефияСатурнДа
ДионаСатурнДа
РеяСатурнДа
ТитанСатурнДа
ГиперионСатурнНет
ЯпетСатурнДа
ФебаСаьурнНет
ЯнусСатурнДа
ЭпиметейСатурнДа
ПрометейСатурнДа
ПандораСатурнДа
КорделияУранДа
ОфелияУранДа
БианкаУранДа
КрессидаУранДа
ДездемонаУранДа
ДжульеттаУранДа
ПорцияУранДа
РозалиндаУранДа
КупидонУранДа
БелиндаУранДа
ПердитаУранДа
ПакУранДа
МабУранДа
МирандаУранДа
АриэльУранДа
УмбриэльУранДа
ТитанияУранДа
ОберонУранДа
КалибанУранНет
СикораксаУранНет


Исходный материал сразу указывает, что бОльшая часть более-менее значимых по размеру тел нашей звездной системы синхронизированы. Более того, синхронизированной является даже одна из планет - Плутон. Плутон синхронизирован в движении вокруг общего со своим довольно тяжелым спутником Хароном центра масс.

Меня заинтересовала геометрическая характеристика - средний радиус тела, средний радиус его орбиты и найдем отношение радиуса тела к радиусу орбиты. Выпишем их из справочных данных в Википедии:

НазваниеЧей спутникРадиус, кмРадиус орбиты, кмОтношение радиусовСинхронизация






МеркурийСолнце24395,791E+074,212E-05Нет
ВенераСолнце60511,082E+085,592E-05Нет
ЗемляСолнце63701,496E+084,258E-05Нет
ЛунаЗемля17373,844E+054,519E-03Да
МарсСолнце33892,280E+081,486E-05Нет
ФобосМарс11,19,377E+031,184E-03Да
ДеймосМарс122,346E+045,116E-04Да
ЮпитерСолнце690007,79E+088,863E-05Нет
СатурнСолнце582321,429E+094,074E-05Нет
УранСолнце253622,877E+098,816E-06Нет
НептунСолнце246224,503E+095,467E-06Нет
ПлутонСолнце11875,906E+122,010E-10Нет
ХаронПлутон6061,963E+043,087E-02Да
ГидраПлутон196,474E+042,935E-04Нет
НиктаПлутон234,869E+044,724E-04Нет
КерберПлутон65,778E+041,038E-04Нет
СтиксПлутон104,266E+042,344E-04Нет
ТритонНептун13533,548E+053,814E-03Да
НереидаНептун1705,513E+063,083E-05Нет
НаядаНептун334,823E+046,843E-04Нет
ТалассаНептун415,008E+048,188E-04Нет
ДеспинаНептун755,253E+041,428E-03Нет
ГалатеяНептун886,195E+041,420E-03Нет
ЛариссаНептун977,355E+041,319E-03Нет
ПротейНептун2101,176E+051,785E-03Нет
ИоЮпитер18214,217E+054,318E-03Да
ЕвропаЮпитер15606,711E+052,325E-03Да
ГанимедЮпитер26341,070E+062,461E-03Да
КаллистоЮпитер24101,883E+061,280E-03Да
МетидаЮпитер211,280E+051,641E-04Да
АмальтеяЮпитер831,814E+054,576E-04Да
ФиваЮпитер492,219E+052,208E-04Да
ГималияЮпитер851,146E+077,417E-06Нет
ЭлараЮпитер431,174E+073,663E-06Нет
МимасСатурн1981,855E+051,067E-03Да
ЭнцеладСатурн2522,379E+051,059E-03Да
ТефияСатурн5312,947E+051,802E-03Да
ДионаСатурн5613,774E+051,486E-03Да
РеяСатурн7635,271E+051,448E-03Да
ТитанСатурн25761,222E+062,108E-03Да
ГиперионСатурн1331,501E+068,861E-05Нет
ЯпетСатурн73435608202,061E-04Да
ФебаСаьурн1201,294E+079,270E-06Нет
ЯнусСатурн901,515E+055,942E-04Да
ЭпиметейСатурн571,514E+053,765E-04Да
ПрометейСатурн501,394E+053,587E-04Да
ПандораСатурн421,417E+052,964E-04Да
КорделияУран214,975E+044,221E-04Да
ОфелияУран235,376E+044,278E-04Да
БианкаУран275,917E+044,564E-04Да
КрессидаУран416,177E+046,638E-04Да
ДездемонаУран346,266E+045,426E-04Да
ДжульеттаУран536,436E+048,235E-04Да
ПорцияУран706,610E+041,059E-03Да
РозалиндаУран386,993E+045,434E-04Да
КупидонУран97,439E+041,210E-04Да
БелиндаУран457,526E+045,980E-04Да
ПердитаУран157,642E+041,963E-04Да
ПакУран818,600E+049,418E-04Да
МабУран129,774E+041,228E-04Да
МирандаУран2351,299E+051,809E-03Да
АриэльУран5781,910E+053,026E-03Да
УмбриэльУран5842,660E+052,195E-03Да
ТитанияУран7884,363E+051,806E-03Да
ОберонУран7615,835E+051,304E-03Да
КалибанУран367,169E+065,022E-06Нет
СикораксаУран951,220E+077,787E-06Нет


Теперь отсортируем по колонке отношения радиуса тела к радиусу его орбиты по убыванию:

НазваниеЧей спутникРадиус, кмРадиус орбиты, кмОтношение радиусовСинхронизация






ХаронПлутон6061,963E+043,087E-02Да
ЛунаЗемля17373,844E+054,519E-03Да
ИоЮпитер18214,217E+054,318E-03Да
ТритонНептун13533,548E+053,814E-03Да
АриэльУран5781,910E+053,026E-03Да
ГанимедЮпитер26341,070E+062,461E-03Да
ЕвропаЮпитер15606,711E+052,325E-03Да
УмбриэльУран5842,660E+052,195E-03Да
ТитанСатурн25761,222E+062,108E-03Да
МирандаУран2351,299E+051,809E-03Да
ТитанияУран7884,363E+051,806E-03Да
ТефияСатурн5312,947E+051,802E-03Да
ПротейНептун2101,176E+051,785E-03Нет
ДионаСатурн5613,774E+051,486E-03Да
РеяСатурн7635,271E+051,448E-03Да
ДеспинаНептун755,253E+041,428E-03Нет
ГалатеяНептун886,195E+041,420E-03Нет
ЛариссаНептун977,355E+041,319E-03Нет
ОберонУран7615,835E+051,304E-03Да
КаллистоЮпитер24101,883E+061,280E-03Да
ФобосМарс11,19,377E+031,184E-03Да
МимасСатурн1981,855E+051,067E-03Да
ЭнцеладСатурн2522,379E+051,059E-03Да
ПорцияУран706,610E+041,059E-03Да
ПакУран818,600E+049,418E-04Да
ДжульеттаУран536,436E+048,235E-04Да
ТалассаНептун415,008E+048,188E-04Нет
НаядаНептун334,823E+046,843E-04Нет
КрессидаУран416,177E+046,638E-04Да
БелиндаУран457,526E+045,980E-04Да
ЯнусСатурн901,515E+055,942E-04Да
РозалиндаУран386,993E+045,434E-04Да
ДездемонаУран346,266E+045,426E-04Да
ДеймосМарс122,346E+045,116E-04Да
НиктаПлутон234,869E+044,724E-04Нет
АмальтеяЮпитер831,814E+054,576E-04Да
БианкаУран275,917E+044,564E-04Да
ОфелияУран235,376E+044,278E-04Да
КорделияУран214,975E+044,221E-04Да
ЭпиметейСатурн571,514E+053,765E-04Да
ПрометейСатурн501,394E+053,587E-04Да
ПандораСатурн421,417E+052,964E-04Да
ГидраПлутон196,474E+042,935E-04Нет
СтиксПлутон104,266E+042,344E-04Нет
ФиваЮпитер492,219E+052,208E-04Да
ЯпетСатурн73435608202,061E-04Да
ПердитаУран157,642E+041,963E-04Да
МетидаЮпитер211,280E+051,641E-04Да
МабУран129,774E+041,228E-04Да
КупидонУран97,439E+041,210E-04Да
КерберПлутон65,778E+041,038E-04Нет
ЮпитерСолнце690007,79E+088,863E-05Нет
ГиперионСатурн1331,501E+068,861E-05Нет
ВенераСолнце60511,082E+085,592E-05Нет
ЗемляСолнце63701,496E+084,258E-05Нет
МеркурийСолнце24395,791E+074,212E-05Нет
СатурнСолнце582321,429E+094,074E-05Нет
НереидаНептун1705,513E+063,083E-05Нет
МарсСолнце33892,280E+081,486E-05Нет
ФебаСаьурн1201,294E+079,270E-06Нет
УранСолнце253622,877E+098,816E-06Нет
СикораксаУран951,220E+077,787E-06Нет
ГималияЮпитер851,146E+077,417E-06Нет
НептунСолнце246224,503E+095,467E-06Нет
КалибанУран367,169E+065,022E-06Нет
ЭлараЮпитер431,174E+073,663E-06Нет
ПлутонСолнце11875,906E+122,010E-10Нет


Видно, что сначала идут синхронизированные тела, затем несинхронизированные и в зоне синхронизированных есть несколько тел, как Ларисса или Деспина, несинхронизированных. У этих тел сама орбита не стабильная и они постепенно снижаются, приближаясь к пределу Роша. Из-за нестабильности их движения их можно не учитывать.

Если судить по данным экспериментальных наблюдений, то предел синхронизации тел находится где-то между значениями 1.04*10-4 и 1.21*10-4, где величина определяется как отношение среднего радиуса тела к среднему радиусу или к большой полуоси (смотря что удалось измерить) его орбиты.

В отношении этого критерия сильно выбиваются тела с нестабильными орбитами, тела с сильными отклонениями геометрии от шара и тела совсем малых размеров.

Комментариев нет:

Отправить комментарий