Шчыліны Кірквуда

Шчыліны Кірквуда — гэта пэўныя вобласці ў поясе астэроідаў, якія ствараюцца рэзанансным уплывам Юпітэра. У гэтых абласцях астэроіды практычна адсутнічаюць.

Справа ў тым, што астэроіды «аддаюць перавагу» радзей сустракацца з Юпітэрам, пазбягаючы тых арбіт, на якіх такія збліжэння могуць адбывацца рэгулярна. Астэроіды не могуць доўгі час існаваць на такіх арбітах, так як з-за гравітацыйнага ўплыву Юпітэра гэтыя арбіты становяцца нестабільнымі. У выніку некаторыя вобласці поясу астэроідаў амаль не запоўненыя — гэта так званыя шчыліны або люкі Кірквуда. А ў іншых вобласцях колькасць астэроідаў, наадварот, рэзка ўзрастае.

Пазбягаючы сустрэч з Юпітэрам, некаторыя астэроіды рухаюцца ў рэзанансе з ім, захоўваючы свае арбітальныя перыяды ў простым суадносінах з перыядам звароту планеты-гіганта. Найпростым выпадкам такога рэзанансу з суадносінамі перыядаў 1:1 і з’яўляюцца «траянцы».

У 1866 годзе амерыканскі астраном Дэніэл Кірквуд упершыню прадказаў існаванне шчылін у размеркаванні перыядаў кручэння астэроідаў і ў размеркаванні вялікіх паўвосяў іх арбіт. Кірквуд вызначыў, што астэроіды пазбягаюць тых перыядаў, якія знаходзяцца ў простых цэлалікавых суадносінахДзе падзельнае і дзельнік - «не вельмі вялікія» лікі (да 10) з перыядам звароту Юпітэра вакол Сонца, напрыклад, 1:2, 1:3, 2:5 і т. п. Пад дзеяннем гравітацыйнага ўплыву Юпітэра астэроіды змяняюць арбіту і выкідваюцца з гэтай вобласці прасторы.

Так, напрыклад, ёсць вельмі мала астэроідаў з вялікай паўвоссю 2,5 а. е. і перыядам 3,95 года, у іх на тры абарачэння вакол Сонца прыпадае адзін абарот Юпітэра. Адпаведна рэзананс з Юпітэрам будзе складаць 3:1. Такі астэроід будзе збліжацца з Юпітэрам на мінімальна магчымую адлегласць значна часцей, чым іншыя астэроіды, якія знаходзяцца на звычайных не рэзанансных арбітах, а менавіта праз кожныя 3 абароту. З прычыны гэтага, ён будзе рэгулярна адчуваць на сабе моцнае гравітацыйнае ўзаемадзеянне гэтай планеты, з-за чаго эксцэнтрысітэт арбіты рэзанансных астэроідаў пад дзеянне гравітацыі планеты-гіганта будзе паступова ўзрастаць, прычым значна хутчэй, чым у іншых астэроідаў, у выніку чаго астэроід у рэшце рэшт выкідваецца з такой арбіты і пераходзіць на больш стабільную.

Больш слабыя рэзанансы, пры якіх збліжэння адбываюцца менш часта, прыводзяць да паступовага памяншэння колькасці астэроідаў, пачынаючы з найбольш дробных. Максімальныя жа канцэнтрацыі астэроідаў (пік на гістаграме) часцяком адпавядае арбітах, на якіх звяртаюцца некаторыя буйныя астэроіднага сямейства.

Існаванне шчылін было прадказана Даніэлем Кірквудам яшчэ ў 1857 годзе, калі было адкрыта ўсяго каля 50 астэроідаў, што было занадта мала, каб пацвердзіць яго тэорыю, але цяпер, калі колькасць адкрытых астэроідаў пераваліла за , яго слушнасць ужо не выклікае сумненняў.

Размеркаванне Кірквуда ўяўляюць сабой найбольш наглядны выпадак арбітальнага рэзанансу, аналагічны падзелу Касіні ў кальцавой сістэме Сатурна.

Зусім нядаўна было выяўлена параўнальна невялікі лік астэроідаў з высокім эксцэнтрысітэтам, арбіты якіх ляжаць у вобласці Кірквуда. Прыкладамі такіх астэроідаў з’яўляюцца сямейства Алінды і сямейства Гріква. Арбіты гэтых астэроідаў павольна, але няўмольна павялічваюць свой эксцэнтрысітэт з-за занадта частых збліжэнняў з Юпітэрам і ў канчатковым выніку праз некалькі дзесяткаў мільёнаў гадоў будуць выкінутыя гравітацыяй планеты-гіганта за межы гэтай вобласці.

 Рэзанансы 
У адпаведнасці з трэцім законам Кеплера можна разлічыць рэзанансы паміж некаторымі арбітамі астэроідаў і Юпітэрам.




Правёўшы адпаведныя разлікі можна ўсталяваць найбольш вядомыя шчыліны Кірквуда (гл. дыяграму), размешчаныя на наступных сярэдніх арбітальных радыусах:

 2,06 а. е. (рэзананс 4:1)
 2,5 а. е. (рэзананс 3:1), арбіта астэроідаў сямейства Алінды
 2,82 а. е. (рэзананс 5:2)
 2,95 а. е. (рэзананс 7:3)
 3,27 а. е. (рэзананс 2:1), арбіта астэроідаў сямейства Гріква

Больш слабыя рэзанансныя арбіты, якія таксама можна знайсці на карце:

 1,9 а. е. (рэзананс 9:2)
 2,25 а. е. (рэзананс 7:2)
 2,33 а. е. (рэзананс 10:3)
 2,71 а. е. (рэзананс 8:3)
 3,03 а. е. (рэзананс 9:4)
 3,075 а. е. (рэзананс 11:5)
 3,47 а. е. (рэзананс 11:6)
 3,7 а. е. (рэзананс 5:3)

 Гл. таксама 
 Арбітальны рэзананс
 Шчыліна Касіні
 Пояс астэроідаў

 Спасылкі 
 Естественно-научный образовательный портал (Орбиты астероидов)
 Article on Kirkwood gaps at Wolfram’s
 A method to create a short-term simulation 

Катэгорыя:Астэроіды