Orbital Resonance i totonu o Fuafuaga Fa'a-Paneta
O le orbital resonance o se tasi o "gagana lilo" e faʻaaogaina e le kalave e faʻatulaga ai le fausaga o faiga o paneta. E faʻamatalaina ai le mafuaʻaga e loka ai nisi masina i ni mamanu faʻapitoa o le orbital, le mafuaʻaga e mafai ai e mama o paneta ona i ai ni avanoa mama, ma le mafuaʻaga e foliga mai ai nisi faiga o le exoplanetary e faʻatulagaina lelei e pei o se fua faʻamusika. I totonu o lenei tusiga, o le a tatou talanoaina ai le uiga o le orbital resonance, le auala e fausia ai, ona aʻafiaga, ma faʻataʻitaʻiga taua i la tatou Solar System ma tua atu.
O le ā le orbital resonance?
I se faaupuga faigofie, e tupu le orbital resonance pe a lua (pe sili atu) tino faalelagi o loo faataamilo i se tino tutotonu—mo se faataitaiga, o se paneta o loo faataamilo i se fetu, po o se masina o loo faataamilo i se paneta—e iai ni vaitaimi o orbital e fausia ai se fua faatatau o le numera atoa faigofie. O faataitaiga e aofia ai le 2:1, 3:2, po o le 4:3. O sea fua faatatau o lona uiga, mo se faataitaiga, i se 2:1 resonance, e faamaea e le tasi mea ni taamilosaga se lua o orbital i le taimi lava e tasi e faamaea ai e le isi mea se taamilosaga e tasi.
Aiseā e tāua ai fua fa'atatau o le aofa'i atoa? Auā i lalo o nei tulaga, o le a fa'aauau pea ona maua mea faitino i ni fa'atulagaga fa'ata'atitia tutusa e fa'atatau i le tasi ma le isi. O le i'uga, o le tama'i toso fa'ata'atitia e tupu i feiloa'iga ta'itasi e "toe fai" i se tulaga tutusa, ma mafai ai ona fa'aputuina le aafiaga i le aluga o taimi. O le uiga autū lea o le resonance: o le fa'ateleina o le faatosinaga o le kalave e ala i le toe fai soo.
E faʻapefea ona fausia le resonance?
E masani ona tula'i mai leo o le orbital e ala i se faagasologa umi o le evolusione faifai pea. E tele auala autū e fa'atino ai:
1. Femalagaa'iga fa'ata'amilomilo i totonu o le tisiketi protoplanetary
I aso muamua o se faiga paneta, e fausia ai paneta laiti i totonu o se tisiketi o le kesi ma le efuefu. O fegalegaleaiga o le kalave i le va o paneta ma le tisiketi e mafai ona mafua ai ona suia malie o latou taamilosaga (migration). Afai e eseese le saoasaoa o femalagaaiga a paneta e lua, e mafai ona la "faalatalata" seia oo ina la oo atu i se fua faatatau faigofie o le vaitaimi. A tupu lenei mea, e mafai e le resonance ona "pu'eina" ma faatumauina se paga paneta mautu.
2. Fa'ata'ape'apeina o le malosi ma malosiaga o le tai
I totonu o faiga o le masina ma le paneta, e mafai e malosiaga o le tai ona suia malie le mamao o le faataamilosaga. E mafai e le masina ona latalata pe mamao ese mai le paneta matua. I le taimi o nei suiga, e mafai ona fausia ai ni resonances i le va o masina.
3. Fa'asalalauina ma toe fa'atulagaina e le kalave
O fegalegaleaiga fenumiai i le va o paneta (o paneta e "feto'ai" le tasi i le isi i le kalave) o nisi taimi e maua ai ni fa'atulagaga fou. A mae'a le vaega fenumiai, o nisi faiga e i'u lava ina i ai i se tulaga mautu.
Ituaiga o le resonance orbital
E lē gata i le tasi le ituaiga o le resonance. I le orbital dynamics, e tele ituaiga e masani ona talanoaina:
– Leo o le gaioiga masani
O le mea lea e sili ona taatele: o le fua faatatau o vaitaimi fa'ata'amilosaga e latalata i se fua faatatau numera faigofie (e.g., 2:1, 3:2). O lenei resonance e a'afia ai le vaitaimi fa'ata'amilosaga ma le vaega o le feiloa'iga.
– Leo fa'alelalolagi
O le mea e "synchronous" iinei e lē o le vaitaimi o le orbital, ae o le fua faatatau o le suiga o elemene o le orbital e pei o le precession o le apsis line (suiga i le itu o le periapsis) po o le orbital plane. E mafai e resonances faalelalolagi ona faateleina malie le eccentricity po o le inclination o se orbit i luga o taimi uumi.
– Resonance e tolu-tino
O nisi taimi o le sootaga o le resonance e aofia ai mea faitino e tolu i le taimi e tasi, ma fausia ai se tulaga sili atu ona lavelave ae matua taua tele i nisi o faiga satelite.
O le aʻafiaga o le resonance: mautu poʻo le vevesi?
E masani ona ta'ua le resonance o le "kelu" e fa'atumauina ai le mautu, ae e mafai fo'i ona avea ma puna o le vevesi. O lona a'afiaga e fa'alagolago i le tulaga o lo'o i ai.
1. Fa'ateleina le mautu i se taimi umi
I nisi o fa'atulagaga, e taofia e le resonance ni feiloa'iga vavalalata mata'utia. Talu ai ona loka le vaega o le feiloa'iga, e "'alo'ese" ai le paneta po'o le masina i nisi o tulaga e ono mafua ai ni fa'alavelave tetele. O resonance fa'apenei ua fesoasoani i le faiga e ola ai mo le piliona o tausaga.
2. Fa'ateleina le ese'esega ma fa'aosofia ai le vevela o le tai
E mafai e le resonance ona faʻateleina le eccentricity (o se taamilomilo e sili atu le elliptical). O se taamilomilo elliptical e faʻatupuina ai malosiaga fesuisuiaʻi o le tai, ma mafua ai ona suia le tino selesitila i lea taimi ma lea taimi. O lenei suiga e liua ai le malosiaga faʻainisinia i le vevela i totonu. E mafai ona mataʻina aafiaga: gaioiga o mauga mu, vasa i lalo o le fogaeleele, poʻo suiga tetele o le eleele.
3. Fausiaina o avanoa ma fausaga i totonu o le mama po'o le fusipa'u o le asteroid
E mafai e le resonance i le va o vaega laiti ma paneta tetele ona aveese vaega mai nisi o nofoaga, ma fausia ai ni "ava" vaaia.
4. Avea ma ala i le le mautu
E fe'avea'i nisi o resonances, ma fa'atupuina ai se laufanua fenumia'i. O mea laiti e pei o asteroids e mafai ona tuleia i totonu o ala e sopo'ia ai le ala o le paneta, ma fa'ateleina ai le avanoa e feto'ai ai.
Faʻataʻitaʻiga o le resonance i le Solar System
1) Io–Europa–Ganymede 4:2:1 resonance (Laplace resonance)
O masina tetele e tolu a Iupita—Io, Europa, ma Ganymede—e loka i se resonance 4:2:1. O lona uiga, mo taamilosaga ta'itasi e faia e Ganymede le taamilosaga e tasi, e faia e Europa ni taamilosaga se lua, ma e faia e Io ni taamilosaga e fa (pe tusa ma le). O se fa'ata'ita'iga taua tele lea o le resonance o tino e tolu.
O le taunuuga tele: O le tulaga ese o le orbital o Io e faatumauina, ma mafai ai e malosiaga o le tai a Jupiter ona faamafanafana pea le totonu o Io. O le taunuuga, o Io o le tino e sili ona tele le mauga mu i le Solar System. E oo foi Europa i le vevela o le tai, lea e fesoasoani e faatumauina ai se vasa i lalo o le fogaeleele—o se tasi o nofoaga sili ona folafolaina mo le sailiga o tulaga e mafai ona nonofo ai i tua atu o le Lalolagi.
2) Pluto–Neptune i le resonance 3:2
E faataamilomilo Pluto i le La i se resonance 3:2 ma Neptune. E lua taamilosaga a Pluto ae tolu taamilosaga a Neptune. E ui lava ina feto'ai fa'ata'amilomilo le taamilosaga a Pluto ma le taamilosaga a Neptune, ae o le resonance e taofia ai i la'ua mai le feto'ai: o le fa'atulagaga o le vaega e taofia ai Pluto i se tulaga saogalemu pe a latalata Neptune i le tulaga "e ono lamatia".
E masani fo'i ona tupu lenei leo i isi mea faitino o le Kuiper Belt e ta'ua o "plutinos."
3) Kirkwood Gap i le fusipa'u o le asteroid
I le fusipa'u o le asteroid i le va o Mars ma Jupiter, o lo'o i ai ni va (Kirkwood gaps) i ni mamao patino mai le La. O nei va e mafua mai i le fe'avea'iga o le averesi o le gaioiga ma Jupiter, e pei o le 3:1 po'o le 2:1 resonance. O asteroids i nei resonance e o'o i ai ni fa'alavelave faifai pea e mafai ona fa'ateleina ai lo latou eccentricity se'ia o'o ina le mautu a latou ta'amilosaga ma iu ai ina "sosola ese" mai le itulagi.
4) Resonance i mama o Saturn
O le fausaga lelei o mama o Saturn, e aofia ai nisi o pito ma'ai ma galu mafiafia, e tele lava ina a'afia i le resonance ma masina o Saturn. O le tosoina fa'asolosolo a masina e fa'afoliga ai ni mamanu i totonu o vaega o mama, ma fa'ailoa mai ai o resonance e le na'o se mea tele e tupu i paneta, ae e fa'agaoioia fo'i i luga o se vaega la'ititi.
Resonance i totonu o faiga o paneta i fafo
O matauga o paneta i fafo e faʻaalia ai o le resonance o se autu masani. O nisi o faiga paneta laiti e iai paneta e vavalalata vaitaimi o le tasi i le isi i se fua faatatau faigofie, e faʻaalia ai le femalagaiga ma le puʻeina o le resonance i le taimi ua tuanaʻi. O se faʻataʻitaʻiga lauiloa o le TRAPPIST-1, lea e fausia ai e le tele o paneta se filifili o vaitaimi e toetoe lava a resonant. E ui e le o taimi uma e saʻo atoatoa, ae o lenei vavalalata e lava lea e faʻaalia ai le malosi o le faatosinaga o le resonance dynamics.
E aogā fo'i filifili o le resonance mo saienitisi e fuaina ai le tele o paneta e ala i fesuia'iga o taimi o femalagaaiga (TTV). A fe'avea'i paneta le tasi ma le isi, e fesuisuia'i soo o latou taimi o femalagaaiga. O lenei mamanu e avea o se "tama'ilima" o le resonance e mafai ona fa'aaoga e fa'ailoa ai fa'atulagaga o le faiga.
Aiseā e tāua ai le orbital resonance?
E taua le orbital resonance aua e:
– Fa'amatala le fausaga ma le mautu i se taimi umi o faiga fa'a-paneta.
– O le avea ma se tasi e mafua ai le vevela o le tai e mafai ona fausia ai se siosiomaga fa'ale-eleele olaola, e o'o lava i nofoaga e ono avea ma nofoaga e ola ai.
– Fausiaina o laufanua felanulanuaʻi i luga o fusipaʻu o asteroid ma mama o paneta.
– E fai ma faʻamatalaga i le talafaasolopito o le fausiaina o le paneta e ala i femalagaaiga muamua ma fegalegaleaiga.
– Fesoasoani i metotia mo le fuaina o le mamafa ma fegalegaleaiga i totonu o faiga o paneta i fafo.
Fa'ato'a
O leo o le paneta e faʻaalia ai e le na o ni faʻaputuga o tino e fealuaʻi saʻoloto, ae o ni fesoʻotaʻiga o siva kalave faʻatulagaina, ae vaivai. I ni fua faʻatatau faʻasolosolo laiti, e mafai e vaʻa toso laiti ma faifai pea ona avea o ni "afi" faʻalelagi e faʻavevela ai masina, faʻatulaga mama, vaega gaogao o le fusipaʻu asteroid, ma e oʻo lava i le taofia o tino e lua mai le fetoʻai. Mai ia Io, o loʻo mu i le mauga mu, i Pluto, o loʻo saogalemu i lona fusi faʻatasi ma Neptune, o leo o le paneta o se ki lea i le malamalama i le auala e faʻatuina ai ma faʻatumauina ai e le atulaulau le faʻatonuga i le lotolotoi o gaioiga faigata.
Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou faʻaopoopoina se ata o le manatu (i le faʻamatalaga), le fua faʻavae mo le averesi o le gaioiga, pe faʻalauteleina lenei tusiga i se faʻamatalaga faʻapitoa faʻatasi ai ma se talanoaga o Hamiltonians faigofie ma faʻataʻitaʻiga o fuafuaga o le fua faatatau o vaitaimi.
