Planeta-mugimenduan eragina duten faktoreak
Gure eguzki-sistemako planeten mugimendua erregularra dirudi: Eguzkiaren inguruan orbitatzen dute, batzuek haien inguruan orbitatzen duten sateliteak dituzte, eta guztiek aurreikus daitezkeen ereduetan mugitzen dira. Baina erregulartasun horren atzean faktore fisiko asko daude lanean, grabitatearen indar nagusitik hasi eta beste planeten eragin sotilera, haien orbiten forma ez-perfektuetara eta baita erlatibitatearen efektuetara ere. Planeten mugimenduan eragina duten faktoreak ulertzeak ez digu soilik laguntzen planetak zergatik mugitzen diren azaltzen, baita astronomoei ere laguntzen die planeten posizioak aurreikusten, orbita-anomaliak azaltzen eta eguzki-sistemaren eraketa eta bilakaera ulertzen.
1. Grabitatea indar eragile nagusi gisa
Planeten mugimenduan faktore garrantzitsuena grabitatea da. Newtonen grabitazio legearen arabera, masa duten bi objektuk elkar erakartzen dute. Eguzkiak, bere masa izugarriarekin (eguzki-sistemaren masa osoaren % 99,8 inguru), grabitazio-erakarpen handia egiten du planetengan. Erakarpen horrek planetak "lotzen" ditu, eguzki-sistematik zuzenean irten ez daitezen.
Grabitateak indar zentripeto gisa jokatzen du, planetak orbitan mugitzera behartuz. Grabitaterik gabe, planetak lerro zuzen batean mugituko lirateke inertzia legeen arabera. Grabitatearekin, planeten orbitak etengabe "desbideratzen" dira, eta horren ondorioz Eguzkiaren inguruko orbita-higidura gertatzen da.
2. Planetaren hasierako abiadura eta momentua
Grabitatea ez da nahikoa orbitak azaltzeko; planetaren hasierako abiadura ere funtsezkoa da. Planetak gas eta hautsez osatutako disko birakari batetik sortzen dira (protoplanetario diskoa). Azkenean planeta bihurtzen den materialak hasieratik badu momentu angeluarra, beraz, planeta sortzen denerako, sistemaren masa-zentroaren inguruko mugimendua "heredatu" du jada.
Planeta baten abiadura baxuegia bada, Eguzkirantz eroriko da. Altuegia bada, Eguzkiaren erakarpenari ihes egin diezaioke. Eguzkirako grabitazio-erakarpenaren eta planetaren abiadura tangentzialaren arteko orekak orbita egonkorra sortzen du. Horrek azaltzen du zergatik ez diren planetak Eguzkirantz erortzen, nahiz eta asko erakarrita egon: abiadura egokia dute Eguzkiaren inguruan "erortzen" jarraitzeko.
3. Eguzkiarekiko distantzia eta Keplerren legeak
Planeta baten Eguzkiarekiko distantziak bere biraketa-periodoan eta orbita-abiaduran eragina du. Keplerren legeek diote Eguzkitik gertuago dauden planetak azkarrago mugitzen direla, eta urrunago dauden planetak, berriz, motelago. Hori gertatzen da grabitatearen indarra distantziarekin ahultzen delako.
Adibidez, Merkuriok orbita bat osatzen du 88 Lurreko egunetan, eta Neptunok, berriz, 165 urte inguru. Gainera, Keplerrek erakutsi zuen planeta-orbitak elipseak direla, ez zirkulu perfektuak. Ondorioz, planeta baten abiadura aldatzen da bere orbita osoan: azkarrago bere punturik hurbilenean (perihelioa), eta motelago bere punturik urrunenean (afelioa).
4. Orbitaren forma: eszentrikotasuna eta inklinazioa
Planeta bakoitzak orbita-ezaugarri apur bat desberdinak ditu. Bi parametro garrantzitsu hauek dira:
– Eszentrikotasuna: orbita baten “eliptika” neurria. Eszentrikotasun txiki batek orbita ia zirkularra dela esan nahi du (Artizarra bezala), eta eszentrikotasun handiago batek, berriz, Eguzkiarekiko distantziaren aldea nabarmenagoa egiten du (Merkurio bezala).
– Orbita-inklinazioa: orbitaren inklinazioa erreferentzia-planoarekiko (ekliptika-planoarekiko). Inklinazioak planeta nola mugitzen den eragiten du Lurrean dagoen behatzaile baten ikuspuntutik eta eragina du planeten arteko grabitazio-elkarrekintzak.
Eguzki-sistema "laua" izateko joera badu ere , biraka ari den disko batetik eratuta dagoelako , ez dago bi orbita berdin-berdin; aldaketa txiki hauek eragina dute epe luzeko dinamikan.
5. Beste planetetatik datozen grabitazio-asaldurak (perturbazioak)
Planetak ez dira Eguzkiak bakarrik eragiten. Elkarri ere eragiten diote, orbita-perturbazioak eraginez. Eragin hauek normalean txikiak dira, baina denboran zehar metatu eta orbitaren forman, orientazioan eta periodoan aldaketak eragin ditzakete.
Adibide gako bat Jupiterren eragina da. Jupiterrek hain masa handia duenez, asteroideak bezalako gorputz txikiagoak nabarmen asaldatzen ditu, eta baita Marteren eta Lurraren orbitetan ere neurri batean eragiten du. Asaldurak erresonantzia orbitala bezalako fenomenoak ere sor ditzake, non bi gorputzen periodo orbitalek zenbaki osoen erlazio sinplea duten (adibidez, 2:1 edo 3:2). Erresonantziak orbitak egonkortu edo eten ditzake, sistemaren konfigurazioaren arabera.
6. Sateliteen eragina eta masa-zentroa (baryzentroa)
Satelite handiak dituzten planetek planetaren eta bere satelitearen arteko masa-zentro (baryzentro) komun baten inguruan mugituko dira. Adibiderik ospetsuena Lurraren eta Ilargiaren sistema da. Ilargia Lurra baino askoz txikiagoa den arren, bere masa nahikoa handia da Lurra erabat "geldirik" ez egoteko Ilargiaren inguruan orbitatzen duen bitartean. Lurrak mugimendu txikiak egiten ditu barizentroaren inguruan, Lurraren barruan kokatuta dagoena, baina ez bere erdigune zehatzean.
Fenomeno hau garrantzitsua da gure eguzki-sistematik kanpoko planeten (exoplanetak) detekzioa ulertzeko ere . Astronomoek askotan izar baten "dardara" neurtzen dute planeta orbitan dagoen batek eragindakoa, haren presentzia ondorioztatzeko.
7. Espazio-hesiak eta ertainak: txikiak baina badaude
Espazioa hain dago hutsik, ezen marruskadura bezalako erresistentzia ia ez baita existitzen. Hala ere, hauts partikulek, eguzki haizeak eta eremu magnetikoek eragin txikiak izan ditzakete oraindik, batez ere kometa edo hauts kosmikoa bezalako objektu txikietan. Planeten kasuan, efektu hauek oso txikiak dira, baina garrantzitsuak dira epe luzeko ikerketetarako eta Lurraren orbita baxuan dauden satelite artifizialetarako, non atmosfera meheak oraindik erresistentzia eragiten duen.
8. Mareen efektuak eta energia xahutzea
Grabitazio-elkarrekintzek ere itsasaldi-indarrak sortzen dituzte. Itsasaldiak ez dira Lurraren ozeanoetan bakarrik gertatzen , baita planetaren lurrazalean, atmosferan eta baita planeten eta sateliteen barnealdean ere. Kasu batzuetan, itsasaldi-indarrek berotzea eragiten dute (Jupiterren erakarpenaren ondorioz, Io ilargi bolkanikoki oso aktiboan gertatzen den bezala).
Epe luzera, mareen efektuek errotazioa eta orbita alda ditzakete, adibidez, Lurraren errotazioa poliki-poliki motelduz, eta Ilargia urtean zentimetro batzuk urrunduz.
9. Erlatibitate orokorra eta orbiten zuzenketak
Baldintza jakin batzuetan, Newtonen legeak Einsteinen erlatibitate orokorra erabiliz zuzentzea eskatzen da. Efektu erlatibista ospetsuena Merkurioren perihelioaren desplazamendua da, eta ezin da guztiz azaldu mekanika newtondarrarekin eta beste planeten perturbazioekin. Erlatibitate orokorrak zuzenketa egokiak ematen ditu, iragarpenak behaketekin bat etor daitezen.
Beste planeta gehienetan, efektu erlatibistak txikiagoak dira, baina oraindik ere garrantzitsuak dira zehaztasun handiko kalkuluetan, adibidez, espazio-ontzien nabigaziorako eta epe luzeko orbitaren modelizaziorako.
10. Eguzki-sistemaren bilakaera eta epe luzeko aldaketak
Planeten mugimendua eguzki-sistemaren historia luzeak ere eragina du . Hasieran, planetek orbita-migrazioa izan zuten gas-diskoarekin eta planetesimalekin izandako elkarrekintzen ondorioz. Migrazio honen arrastoak asteroideen banaketan, Kuiper gerrikoaren egituran eta erresonantzia-konfigurazioetan ikus daitezke. Gainera, milioika eta milaka milioi urte bitarteko denbora-eskaletan, orbita-sistemek portaera kaotikoa (kaotiko-determinista) erakuts dezakete, hau da, hasierako baldintzekiko oso sentikorrak dira, lege fisiko argiak jarraitzen dituzten bitartean.
Ondorioa
Planeten mugimendua elkarri lotutako faktore fisikoen konbinazio batek eragiten du. Eguzkiaren grabitatea da eragile nagusia, baina hasierako abiadurak, distantziak, orbitaren formak eta beste planeten grabitazio-perturbazioek ere eragina dute ibilbidean. Horrez gain, badira sateliteen eragina barizentroaren bidez, errotazioa eta orbita alda ditzaketen mareen indarrak, espazioko marruskadura txikia baina presente dagoena, eta erlatibitate orokorraren zuzenketak zehaztasun handia lortzeko. Faktore hauek ulertuz, ikus dezakegu planeta-orbitak ez direla "Eguzkiaren inguruko zirkuluak" soilik, baizik eta eguzki-sistemaren jaiotzatik ezarritako eta gaur egun arte eboluzionatzen jarraitzen duen oreka dinamiko baten emaitza.
