Kutenderera kweOrbital muPlanetary Systems
Kurira kwemhepo kunoenderana nemhepo ndeimwe ye "mitauro yakavanzika" inoshandiswa negiravhiti kugadzira magadzirirwo emapuraneti. Inotsanangura kuti nei mimwe mwedzi yakavharirwa mumapatani chaiwo emuchadenga, nei mhete dzepuraneti dzichigona kuva nemikana yakatsetseka, uye nei mamwe masisitimu ekunze achiratidzika akarongeka sechiyero chemimhanzi. Muchinyorwa chino, tichakurukura kuti kurira kwemhepo kunoenderana nemhepo chii, maumbirwo ayo, mhedzisiro yayo, uye mienzaniso yakakosha muSolar System yedu uye mberi.
Chii chinonzi orbital resonance?
Muchidimbu, kutenderera kwemuchadenga kunoitika kana mitumbi miviri (kana kupfuura) yekudenga ichitenderera muviri wepakati—semuenzaniso, puraneti inotenderera nyeredzi, kana mwedzi unotenderera puraneti—ine nguva dzinotenderera dzinoumba chiyero chenhamba yakazara. Mienzaniso inosanganisira 2:1, 3:2, kana 4:3. Chiyero chakadaro chinoreva, semuenzaniso, kuti mu 2:1 resonance, chinhu chimwe chinopedzisa kutenderera kwemuchadenga kaviri munguva imwecheteyo apo chimwe chinhu chinopedzisa kutenderera kumwe.
Sei zviyero zvenhamba dzese zvichikosha? Nekuti pasi pemamiriro ezvinhu aya, zvinhu zvinozogara zvichiwana zviri muchimiro chejometri chakafanana. Nekuda kweizvozvo, kudhonza kudiki kwegiravhiti kunoitika nechiitiko chega chega "kunodzokorora" padanho rakafanana, zvichibvumira mhedzisiro kuungana nekufamba kwenguva. Uku ndiko kukosha kwe resonance: kuwedzera kwesimba regiravhiti kuburikidza nekudzokorora nguva dzose.
Resonance inoumbwa sei?
Kurira kwemuchadenga kunowanzo buda kuburikidza nekufamba kwenguva refu kwekushanduka-shanduka. Kune nzira dzakawanda huru:
1. Kufamba kwechikamu chemuviri mudhisiki reprotoplanetary
Mumazuva ekutanga ehurongwa hwemapuraneti, mapuraneti madiki anoumbwa mukati mediski yegasi neguruva. Kudyidzana kwemagiravhiti pakati pemapuraneti nediski kunogona kukonzera kuti nzira dzawo dzifambe zvishoma nezvishoma (kutama). Kana mapuraneti maviri achifamba nematanho akasiyana, anogona "kuswedera" kusvika asvika pachiyero chenguva chiri nyore. Kana izvi zvikaitika, resonance inogona "kubata" uye kuchengetedza puraneti yakagadzikana.
2. Kupera kwesimba uye simba remafungu
Mumamiriro emwedzi nemapuraneti, masimba emvura anogona kuchinja zvishoma nezvishoma daro remuchadenga. Mwedzi unogona kufamba pedyo kana kure nepuraneti remubereki. Munguva yekuchinja uku, manzwi epakati pemwedzi anogona kuumbwa.
3. Kupararira kwesimba regiravhiti uye kurongwa patsva
Kudyidzana kwemapuraneti kusina kugadzikana (mapuraneti anodhonzerana) dzimwe nguva anogadzira magadzirirwo matsva. Mushure mekunge nyonganyonga yadzikira, mamwe masisitimu anozoguma agadzikana zvishoma nezvishoma.
Mhando dze orbital resonance
Kurira kwezwi hakungogumiri pachimiro chimwe chete. Muhurongwa hwekufamba kwezwi, mhando dzakasiyana dzinowanzo kurukurwa:
- Mutsindo wepakati-wekufamba
Izvi ndizvo zvinonyanya kuitika: chiyero chema orbital periods chiri pedyo ne simple integer ratio (semuenzaniso, 2:1, 3:2). Kuchinjana uku kunokanganisa nguva ye orbital uye chikamu chekusangana.
- Kurira kwenyika
Chinonzi "synchronous" pano hachisi nguva yekutenderera, asi chiyero chekuchinja kwezvinhu zvemuchadenga zvakaita sekutungamira kwemutsara weapsis (kuchinja kwakanangana neperiapsis) kana kuti ndege yemuchadenga. Manzwiro epasi anogona kuwedzera zvishoma nezvishoma kutenderera kana kutenderera kwemuchadenga panguva yakareba.
- Kurira kwemuviri mitatu
Dzimwe nguva hukama hwe resonance hunosanganisira zvinhu zvitatu panguva imwe chete, zvichigadzira mamiriro akaoma asi akakosha zvikuru mune mamwe masisitimu esatellite.
Mhedzisiro yekusimba: kugadzikana kana nyonganyonga?
Kurira kunowanzoonekwa se "glue" inochengetedza kugadzikana, asi inogonawo kuva chikonzero chekusagadzikana. Kukanganisa kwayo kunoenderana nemamiriro ezvinhu.
1. Wedzera kugadzikana kwenguva refu
Mune mamwe mamiriro ezvinhu, kurira kwesimba kunodzivirira kusangana kwepedyo kune njodzi. Nekuti chikamu chekusangana chakavharika, pasi kana mwedzi "zvinodzivisa" dzimwe nzvimbo dzinogona kukonzera nyonganyonga huru. Kurira kwesimba kwakaita seizvi kwakabatsira sisitimu kurarama kwemabhiriyoni emakore.
2. Wedzera kusimba uye kusimudzira kupisa kwemafungu
Kutenderera kunogona kuwedzera kuenzana (kutenderera kwakatenderera zvakanyanya). Kutenderera kwakatenderera kunoita kuti simba remvura rive rakasiyana-siyana, zvichiita kuti muviri wekudenga ushanduke nguva nenguva. Kushanduka uku kunoshandura simba remagetsi kuita kupisa kwemukati. Mhedzisiro yacho inogona kuva inoshamisa: kuputika kwemakomo, makungwa ari pasi pevhu, kana shanduko huru dzejeologi.
3. Kugadzira mipata uye maumbirwo mudenderedzwa re asteroid kana bhandi
Kuwirirana pakati pezvikamu zvidiki nemapuraneti makuru kunogona kubvisa zvikamu kubva kune dzimwe nzvimbo, zvichiita kuti pave ne "mipata" inooneka.
4. Iva nzira yekusagadzikana
Mamwe maresonance anopindirana, zvichigadzira nzvimbo ine nyonganyonga. Zvinhu zvidiki zvakaita sema asteroids zvinogona kusundirwa mumitsetse inoyambuka denderedzwa repasi, zvichiwedzera mukana wekurovera.
Mienzaniso ye resonance muSolar System
1) Io–Europa–Ganymede 4:2:1 resonance (Laplace resonance)
Mwedzi mitatu mikuru yeJupiter—Io, Europa, naGanymede—yakabatana mu resonance ye4:2:1. Izvi zvinoreva kuti panzira yega yega Ganymede inoita orbit imwe, Europa inoita miviri, uye Io inoita orbit ina (inenge). Uyu muenzaniso wakakosha kwazvo we resonance yemuviri mitatu.
Mugumisiro mukuru: Kusanzwisisika kweIo mumhepo kunochengetwa, zvichibvumira masimba eJupiter emvura kuti arambe achipisa mukati meIo. Nekuda kweizvozvo, Io ndiyo gungwa rinoputika zvakanyanya muSolar System. Europa inowanawo kupisa kwemvura, izvo zvinobatsira kuchengetedza gungwa riri pasi pevhu—imwe yenzvimbo dzinovimbisa kutsvaga mamiriro ezvinhu anogarika kunze kwePasi.
2) Pluto–Neptune mu resonance ye3:2
Pluto inotenderera Zuva neNeptune neresonance ye3:2. Pluto inopedzisa maorbit maviri nepo Neptune ichipedzisa matatu. Kunyangwe hazvo orbit yaPluto ichisangana neorbit yaNeptune, resonance iyi inovadzivirira kuti vasaroverane: chimiro chechikamu chinochengetedza Pluto munzvimbo yakachengeteka kana Neptune iri pedyo nenzvimbo "inogona kuva nengozi".
Kurira uku kunowanzoitikawo mune zvimwe zvinhu zveKuiper Belt zvinonzi "plutinos."
3) Kirkwood Gap mubhandi re asteroid
Mubhandi remaasteroid riri pakati peMars neJupiter, kune mipata (mipata yeKirkwood) iri kure neZuva. Mipata iyi inonyanya kukonzerwa nekufamba kweJupiter, senge 3:1 kana 2:1 resonance. MaAsteroids ari mumaresonance aya anosangana nekuvhiringidzika kunodzokororwa kunogona kuwedzera kushamisa kwawo kusvika nzira dzawo dzave dzisina kugadzikana uye pakupedzisira "dzinopukunyuka" munzvimbo iyi.
4) Kurira kwezvindori zveSaturn
Maumbirwo akanaka emhete dzeSaturn, kusanganisira mimwe mipendero yakapinza uye mafungu edensity, anonyanya kukanganiswa nekuwirirana nemwedzi yeSaturn. Kudhonza kwemwedzi kwegravitational kunoratidza mapatani ekuveza muzvikamu zvemhete, zvichiratidza kuti ma resonance haasi kungoitika mumapuraneti makuru chete, asiwo anoshanda pachikamu chidiki chezvikamu.
Kubatana mumasisitimu ekunze kwenyika
Zvakaonekwa nezvemapuraneti ekunze zvinoratidza kuti resonance inyaya yakajairika. Mamwe mapuraneti akamanikana ane mapuraneti ane nguva dziri pedyo nepedyo nechiyero chiri nyore, zvichiratidza kufamba kwe resonance yapfuura uye kubatwa. Muenzaniso wakakurumbira ndiTRAPPIST-1, uko mapuraneti akati wandei anoumba cheni yenguva dzinenge dzichiita resonant. Kunyange zvazvo dzisiri nguva dzose nhamba yakakwana, hukama uhwu hwakakwana kuratidza simba guru re resonance dynamics.
Maketani eResonance anobatsirawo kune masayendisiti kuyera huwandu hwemapuraneti kuburikidza nekusiyana kwenguva yekufamba (TTV). Kana mapuraneti achipindirana, nguva dzawo dzekufamba dzinochinja-chinja nguva nenguva. Iyi pateni inoshanda se "fingerprint" inogona kushandiswa kutsanangura maparamita esystem.
Sei kutenderera kwemuchadenga kuchikosha?
Kurira kwemusana kweropa (orbital resonance) kwakakosha nekuti:
- Tsanangura chimiro uye kugadzikana kwenguva refu kwemapuraneti.
– Kuva chinhu chinotungamira kupisa kwemafungu emvura izvo zvinogona kugadzira nharaunda inoshanda yezvepasi rose, kunyangwe nzvimbo inogona kugara.
- Kugadzira nzvimbo dzine simba pamabhandi emudenga nemhete dzemapuraneti.
- Inoshanda sechiratidzo chenhoroondo yekuumbwa kwepasi kuburikidza nekutama kwekutanga uye kutaurirana.
- Inobatsira nzira dzekuyera huremu uye kudyidzana mu exoplanetary systems.
Penutup
Kutenderera kwemhepo kunoratidza kuti mapuraneti haasi kungounganidzwa kwemitumbi inofamba yakasununguka, asi ma network ekutamba kwakarongwa, asi kusina simba, kwesimba regiravhiti. Pazviyero zvishoma, kudhonza kudiki, kunodzokororwa kunogona kushanda se "injini" dzepasi rose dzinopisa mwedzi, dzinoronga mhete, nzvimbo dzisina chinhu dzebhandi re asteroid, uye dzinotodzivirira miviri kuti isaroverane. Kubva kuIo, ichipfuta nekuputika kwemakomo, kusvika kuPluto, yakachengeteka mukumbundira kwayo neNeptune, kutenderera kwemhepo ndiko kiyi yekunzwisisa kuti muchadenga munogadzira uye muchengetedza sei kurongeka pakati pesimba rakaoma.
Kana muchida, ndinogona kuwedzera dhayagiramu yepfungwa (mutsananguro), fomura yekutanga ye resonance yekufamba kwepakati, kana kuwedzera chinyorwa chino kuita shanduro yehunyanzvi nehurukuro yeHamiltonians iri nyore uye mienzaniso yekuverenga kwehuwandu hwenguva.
