Kirkwoods Mängel

Leere Gebiete bei der Verbreitung von Asteroiden

Obwohl die Beobachtungsmöglichkeiten im Vergleich zu heute begrenzt waren, hat der amerikanische Astronom Daniel Kirkwood (1814-1895) identifizierte 1866 die berühmten Lücken in der Verteilung von Asteroiden im Hauptgürtel. Diese Lücken tragen heute seinen Namen.

Kirkwood berechnete die Entfernungen von der Sonne, in denen die Orbitalresonanzen mit Jupiter am stärksten waren. Er fand heraus, dass diese Entfernungen leeren Bereichen in der Verteilung von Asteroiden entsprachen.
Die Werke von Daniel Kirkwood über Kirkwoods Mängel dauerte etwa zehn Jahre. Er begann mit der Arbeit an diesem Thema im Jahr 1866 und veröffentlichte seine Ergebnisse 1877.
Heute dank Teleskopen (Hubble, Gaia, TESS, Pan-STARRS, LSST und Catalina Sky Survey), die in der Lage sind, große Regionen des Himmels in einer einzigen Nacht zu scannen, können Astronomen entdecken eine große Anzahl von Asteroiden und berechnen Sie deren Entfernungen.

Somit ist dieKirkwood-Mängelsind leere Bereiche von Asteroiden, die sich in bestimmten Entfernungen befinden der Sonne.

Einfluss von Jupiter

Die physikalische Erklärung für diese Lücken liegt im Phänomen der Orbitalresonanz.
Einer der Die bekannteste Resonanz ist die 3:1-Resonanz, bei der ein Asteroid die Sonne dreimal umkreist, während Jupiter reist in einer einzigen Umlaufbahn.
Mit anderen Worten: Der Gravitationseinfluss des Riesenplaneten stört die Umlaufbahnen Asteroiden. Diese Störungen führen zu deutlichen Lücken in der Verteilung der Asteroiden.
Infolgedessen haben Asteroiden, die mit Jupiter in Resonanz stehen, bestimmte Umlaufzeiten, die hervorheben Lücken in bestimmten Raumregionen.

Wenn ein Asteroid mit Jupiter in Resonanz tritt, kommt es zu wiederholten Gravitationswechselwirkungen mit dem Planeten verursachen punktuelle Störungen in seiner Umlaufbahn. Dies kann zu bestimmten Raumpositionen führen Orbital, in dem die Energie des Asteroiden instabil ist, was möglicherweise zu Kollisionen mit anderen Himmelskörpern führt oder Auswürfe aus dem Asteroidengürtel. Diese Ereignisse verhindern, dass Asteroiden sehr lange bleiben diese gestörten Bereiche.

Die Genauigkeit, mit der die Kirkwood-3:1-Lücke bekannt ist, hängt von der Methode ab, mit der sie gemessen wird.
Wenn wir uns auf die Verteilung der großen Halbachsen von Asteroiden stützen, können wir deren Position und Breite abschätzen der Lücke mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 0,01 AE oder etwa 1,5 Millionen Kilometern.
Wenn wir uns darauf stützen Orbital- und Säkularresonanzen können wir die Präzision auf die Größenordnung von 0,001 AE oder etwa 150.000 Kilometer verfeinern. Diese Werte sind jedoch Näherungswerte, da die Umlaufbahnen von Asteroiden chaotischen Schwankungen unterliegen. auf lange Sicht.

Zusätzlich zu den Hauptlücken gibt es viele weitere kleinere Lücken im Hauptgürtel Asteroiden. Diese Lücken werden durch Orbitalresonanzen mit Mars und Saturn verursacht.