Keskiliikeresonanssi
Kiertoresonanssi on kahden kiertävän kappaleen resonanssi, joka vaikuttaa toisiinsa säännöllisesti ja jaksoittain. Niiden kiertoaikoja voidaan suhteuttaa kahden pienen kokonaisluvun suhteella. Se johtuu toisiaan kiertävien kappaleiden muuttuvista gravitaatiovoimista. Laplace tutki ensimmäisenä Aurinkokunnan stabiilisuutta, ja siitä ei vieläkään tiedetä paljon.
Kun satelliitti kiertää planeettaa tai kaksi tähteä kiertää toisiaan, gravitaatiovoimat voivat muuttua, joskus jopa valtavasti. Tämä johtuu osittain siitä, että kiertoradat ovat yleensä ellipsejä eivätkä ympyränmuotoisia, joten voimat muuttuvat vastaavasti. Planeetat ja tähdet eivät myöskään yleensä ole pallomaisia. Ne pyörivät, ja niiden pallomaisuusaste vaihtelee. Tämä muuttaa myös kiertävään kappaleeseen kohdistuvia voimia.
Erityisesti voimat voivat olla epävakaita, joten pienempi kumppani voi muuttua, kunnes voimat ovat vakaita (eivät muutu ajan myötä). Satelliitit päätyvät usein siten, että toinen puoli on kohti planeettaa, koska se on vakain asento (vuorovesilukitus).
On muitakin vakausvaikutuksia. Saturnuksen renkaissa olevat aukot johtuvat hiukkasten siirtymisestä vakaampaan asentoon. Saturnuksen renkaissa, Cassini-divisioonassa, on aukko sisemmän B-renkaan ja ulomman A-renkaan välillä. Se tyhjentyi 2:1 resonanssilla kuun Mimas kanssa. Jupiter tekee samanlaisia Kirkwoodin aukkoja asteroidivyöhön.
Neptunukselle ja Plutolle on olemassa vakaussuhde: suhde 2:3 tarkoittaa, että Pluto kiertää kaksi kiertorataa ajassa, joka Neptunuksella kuluu kolmeen.
Mekaniikan alaa, jota käytetään näissä tutkimuksissa, kutsutaan taivaanmekaniikaksi.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on kiertoradan resonanssi?
V: Orbitaaliresonanssi on ilmiö, jossa kaksi kiertävää kappaletta harjoittaa toisiinsa säännöllistä, jaksottaista gravitaatiovaikutusta. Niiden kiertoaikoja voidaan verrata toisiinsa kahden pienen kokonaisluvun suhteella.
K: Miten se tapahtuu?
V: Se tapahtuu, kun toisiaan kiertävien kappaleiden muuttuvat gravitaatiovoimat aiheuttavat niiden kiertoradoissa epävakautta. Tämä voi johtua siitä, että radat ovat pikemminkin elliptisiä kuin ympyränmuotoisia, tai siitä, että planeetat ja tähdet eivät ole täydellisen pallomaisia ja niiden poikkileikkausaste vaihtelee.
K: Kuka tutki ensimmäisenä aurinkokunnan vakautta?
V: Laplace tutki ensimmäisenä Aurinkokunnan vakautta.
K: Mitä on vuorovesilukitus?
V: Vuorovesilukkiutuminen tarkoittaa sitä, että satelliitit päätyvät toiselle puolelle planeettaansa päin, koska se on niille vakain asento.
K: Mitä ovat Kirkwoodin aukot?
V: Kirkwood-aukot ovat Saturnuksen renkaissa olevia aukkoja, jotka johtuvat hiukkasten siirtymisestä vakaampaan asentoon Jupiterin vaikutuksesta.
K: Mikä on Neptunus-Pluto-resonanssi?
V: Neptunus-Pluto-resonanssilla tarkoitetaan Neptunuksen ja Pluton välistä suhdetta 2:3, mikä tarkoittaa, että Pluto tekee kaksi kiertorataa ajassa, joka Neptunuksella kuluu kolmeen kiertorataan.
K: Millä mekaniikan osa-alueella näitä ilmiöitä tutkitaan?
V: Mekaniikan alaa, jolla näitä ilmiöitä tutkitaan, kutsutaan taivaanmekaniikaksi.
