A környék megtisztítása - Clearing the neighbourhood

Az égitest pályája körüli " szomszédság megtisztítása " azt írja le, hogy a test gravitációsan uralkodóvá válik, így nincs más hasonló méretű test, kivéve természetes műholdjait vagy gravitációs hatása alatt lévőket.

A „szomszédság megtisztítása” a három szükséges kritérium egyike ahhoz, hogy az égitestet a Naprendszer bolygójának lehessen tekinteni a Nemzetközi Csillagászati ​​Szövetség (IAU) 2006 -ban elfogadott meghatározása szerint . 2015 -ben javaslatot tettek a meghatározás kiterjesztésére az exobolygókra .

A bolygóképződés végső szakaszában egy bolygó , ahogy ezt definiálták, "megtisztította a környéket" saját keringési zónájától, azaz eltávolított más hasonló méretű testeket. Egy nagy test, amely megfelel a bolygó egyéb kritériumainak, de nem tisztította meg a szomszédságát, törpebolygónak minősül . Ez magában foglalja a Plútót is , amelynek pályája metszi a Neptunusz pályáját, és számos Kuiper -öv objektummal osztja meg pályájának környékét . Az IAU definíciója nem fűz ehhez a kifejezéshez konkrét számokat vagy egyenleteket, de minden IAU által elismert bolygó sokkal nagyobb mértékben ( nagyságrendekkel ) megtisztította környékét, mint bármely törpebolygó vagy törpebolygó-jelölt.

A mondat abból a cikkből származik, amelyet Alan Stern és Harold F. Levison bolygó tudósok mutattak be az IAU 2000 -es közgyűlésének . A szerzők számos hasonló kifejezést használtak, amikor elméleti alapot dolgoztak ki annak megállapítására, hogy a csillag körül keringő objektum valószínűleg "megtisztítja -e szomszédos régióját" a bolygóélesektől az objektum tömege és keringési ideje alapján . Steven Soter inkább a "dinamikus dominancia" kifejezést használja, Jean-Luc Margot megjegyzi, hogy az ilyen nyelv "kevésbé tűnik hajlamosnak a félreértelmezésre".

2006 előtt az IAU nem rendelkezett konkrét szabályokkal a bolygók elnevezésére, mivel évtizedek óta nem fedeztek fel új bolygókat, míg jól bevált szabályok vonatkoztak rengeteg újonnan felfedezett kis test, például aszteroidák vagy üstökösök megnevezésére. Eris névadási folyamata elakadt a felfedezésének 2005 -ös bejelentése után, mert mérete hasonló volt a Plútóéhoz. Az IAU megpróbálta megoldani Eris elnevezését azáltal, hogy taxonómiai meghatározást keresett, amely megkülönbözteti a bolygókat a kisbolygóktól .

Kritériumok

Ez a kifejezés egy keringő testre (bolygóra vagy protoplanetára ) utal, amely idővel "elsöpri" a keringési területét, gravitációs kölcsönhatással a közeli kisebb testekkel . Sok keringési ciklus során egy nagy test hajlamos arra, hogy a kisméretű testek összegyűljenek vele, vagy megzavarják őket egy másik pályán, vagy műholdként vagy rezonáns pályára rögzítsék őket . Ennek következtében nem osztja meg orbitális területét más jelentős méretű testekkel, kivéve saját műholdjait, vagy más, saját gravitációs befolyása által szabályozott testeket. Ez utóbbi korlátozás kizárja tárgyakat, amelyek pályája átjuthat de soha nem ütköznek egymással miatt orbitális rezonancia , mint a Jupiter és a trójaiak , a Föld és a 3753 cruithne , vagy a Neptunusz és a plutinos . A pálya tisztításának szükségességét illetően Jean-Luc Margot hangsúlyozza, hogy "egy bolygó soha nem tudja teljesen kitisztítani a pálya zónáját, mert a gravitációs és sugárzási erők folyamatosan zavarják az aszteroidák és üstökösök pályáját a bolygót keresztező pályákra", és kijelenti, hogy az IAU nem kívánja a kifogástalan pályatisztítás lehetetlen színvonalát.

Stern – Levison Λ

Stern és Levison cikkükben algoritmust kerestek annak meghatározására, hogy "mely bolygó testek irányítják az őket körülvevő régiót". Meghatározták a Λ ( lambda ) értéket, amely azt mutatja, hogy a test képes -e kisebb tömegeket szétszórni a keringési régiójából az Univerzum korával ( Hubble -idő ) megegyező időtartam alatt . Λ dimenzió nélküli szám

ahol m jelentése a test tömege, egy a test félig-nagytengely, és K egy függvény a pályaelemek a kis test szétszóródik, és az, hogy milyen mértékben kell szétszórt. A napbolygó korong tartományában kismértékű eltérés tapasztalható a k átlagos értékeiben a Naptól meghatározott távolságra lévő kis testek esetében.

Ha Λ> 1, akkor a test valószínűleg kitisztítja a keringési zónában lévő kis testeket. Stern és Levison ezt a megkülönböztető eszközt használta fel arra , hogy a gravitációsan lekerekített , Nap körül keringő testeket überbolygókká , amelyek "dinamikusan elég fontosak ahhoz, hogy megtisztítsák a szomszédos bolygóéleseket ", és bolygómentes bolygókat . Az überbolygók a nyolc legmasszívabb Nappálya (azaz az IAU bolygók), a nem bolygók pedig a többiek (azaz az IAU törpebolygók).

Soter µ

Steven Soter egy megfigyelésen alapuló µ ( mu ) intézkedést javasolt , amelyet „ planetáris diszkriminánsnak ” nevezett , hogy a csillagok körül keringő testeket bolygókká és nem bolygókká különítse el. A mu -t úgy definiálja


ahol μ egy dimenzió paraméter, m a tömeg a jelölt bolygó, és m a tömeg minden más szervek, hogy osztani egy orbitális zónában , azaz valamennyi szerv, amelynek kering kereszt egy közös radiális távolságban a primer, és amelynek a nem a rezonanciaperiódusok nagyságrenddel kevesebb eltérést mutatnak.

A nagyságrendi hasonlóság az időszak követelményében kizárja az üstökösöket a számításból, de az üstökösök együttes tömege elhanyagolhatónak bizonyul a többi kis Naprendszeri testhez képest, így azok felvétele kevés hatással lenne az eredményekre. A μ -t ezután úgy számítják ki, hogy a jelölt test tömegét elosztják a többi pályatérrel rendelkező tárgy teljes tömegével. Ez az orbitális zóna tisztaságának mértéke. Soter azt javasolta, hogy ha µ> 100, akkor a jelölt testületet bolygónak tekintsék.

Margot Π

Jean-Luc Margot csillagász egy diszkriminánst javasolt, Π ( pi ), amely csak a saját tömege, a féltengelye és a csillaga tömege alapján kategorizálhat egy testet. A Stern – Levison -féle Λ -hez hasonlóan a Π a test pályájának megtisztítására való képességének mértéke, de a Λ -val ellentétben kizárólag elméleten alapul, és nem használ a Naprendszer empirikus adatait. Π olyan tulajdonságokon alapul, amelyek még az exobolygó testek számára is meghatározhatóak, ellentétben Soter µ -vel, amely megköveteli a keringési zóna pontos összeírását.

ahol m a jelölt test tömege a Föld tömegeiben , a a féltengely tengelye az AU-ban , M a szülőcsillag tömege a naptömegekben , és k egy állandó, amelyet úgy választunk meg, hogy Π> 1 olyan test esetén, amely megtisztíthatja keringési zónáját. k függ a kívánt elszámolás mértékétől és az ehhez szükséges időtől. Margot a fő szekvencián (amely a csillag tömegének függvénye) kiválasztotta a Hill sugarát és a szülőcsillag élettartamának időtartamát . Ekkor az említett egységekben és 10 milliárd éves fősorozat élettartamnál k = 807. A test bolygó, ha Π> 1. Az adott pálya megtisztításához szükséges minimális tömeg akkor van megadva, ha Π = 1.

Π a pályák számának kiszámításán alapul, amely ahhoz szükséges, hogy a jelölt test elegendő energiát juttasson a közeli pályán lévő kisméretű testhez úgy, hogy a kisebb test kiürüljön a kívánt pályamennyiségből. Ez eltér a Λ -től, amely az aszteroidaövben található aszteroida mintához szükséges tisztítási idő átlagát használja , és így elfogult a Naprendszer adott régiójában. Π a fősorozat élettartamának használata azt jelenti, hogy a test végül megtisztít egy pályát a csillag körül; Λ a Hubble -idő használata azt jelenti, hogy a csillag megzavarhatja bolygórendszerét (pl. Nova -val), mielőtt az objektum ténylegesen megtisztítaná pályáját.

A Π képlet körpályát feltételez. Alkalmazkodása az elliptikus pályákhoz a jövőbeli munkára marad, de Margot arra számít, hogy nagyságrenden belül ugyanaz lesz, mint egy körpálya.

Numerikus értékek

Az alábbiakban felsoroljuk a bolygókat és a törpebolygókat Margot bolygóbeli megkülönböztetője Π szerint, csökkenő sorrendben. Az IAU által meghatározott mind a nyolc bolygó esetében Π nagyságrendje nagyobb, mint 1, míg minden törpebolygó esetében Π kisebb, mint 1. Szintén felsorolásra kerül Stern – Levison Λ és Soter µ; a bolygók ismét nagyságrendekkel nagyobbak 1 -nél Λ és 100 µ esetén, és a törpebolygók nagyságrendje kisebb, mint 1 for és 100 µ. Szintén láthatók azok a távolságok, ahol Π = 1 és Λ = 1 (ahol a test bolygóból törpebolygóvá változna).

Rang Név Margot bolygóbeli
diszkriminánsa 		Soter bolygóbeli
diszkriminánsa µ 		Stern – Levison
parameter paraméter
 Tömeg (kg) Az objektum típusa Π = 1
távolság ( AU ) 		Λ = 1
távolság ( AU )
1 Jupiter 4,0 × 10 4 6,25 × 10 5 1.30 × 10 9 1.8986 × 10 27 5. bolygó 64.000 6 220 000
2 Szaturnusz 6,1 × 10 3 1,9 × 10 5 4,68 × 10 7 5,6846 × 10 26 6. bolygó 22.000 1 250 000
3 Vénusz 9,5 × 10 2 1,3 × 10 6 1.66 × 10 5 4,8685 × 10 24 2. bolygó 320 2180
4 föld 8,1 × 10 2 1,7 × 10 6 1,53 × 10 5 5,9736 × 10 24 3. bolygó 380 2870
5 Uránusz 4,2 × 10 2 2.9 × 10 4 3,84 × 10 5 8,6832 × 10 25 7. bolygó 4100 102 000
6 Neptun 3,0 × 10 2 2,4 × 10 4 2,73 × 10 5 1,0243 × 10 26 8. bolygó 4800 127.000
7 Higany 1,3 × 10 2 9,1 × 10 4 1.95 × 10 3 3.3022 × 10 23 1. bolygó 29 60
8 Mars 5,4 × 10 1 5,1 × 10 3 9,42 × 10 2 6,4185 × 10 23 4. bolygó 53 146
9 Ceres 4,0 × 10 −2 0,33 8,32 × 10 −4 9,43 × 10 20 törpebolygó 0,16 0,024
10 Plútó 2,8 × 10 −2 0,08 2,95 × 10 −3 1,29 × 10 22 törpebolygó 1.70 0,812
11 Eris 2,0 × 10 -2 0.10 2,15 × 10 −3 1,67 × 10 22 törpebolygó 2.10 1.130
12 Haumea 7,8 × 10 −3 0,02 2,41 × 10 −4 4,0 × 10 21 törpebolygó 0,58 0,168
13 Makemake 7,3 × 10 −3 0,02 2,22 × 10 −4 ~ 4,0 × 10 21 törpebolygó 0,58 0,168

Nézeteltérés

Az égitestek pályája a Kuiper -övben, hozzávetőleges távolságokkal és dőléssel. A pirossal jelölt tárgyak pálya rezonanciájukban vannak a Neptunussal, a Plútó (a legnagyobb piros kör) a plutinók "tüskéjében" található a 2: 3 -as rezonanciánál

Stern, a vezető kutató a New Horizons küldetése, hogy a Plútó, nem értett egyet a átsorolása Plútó alapján, hogy képtelen, hogy egyértelmű környéken. Azzal érvelt, hogy az IAU megfogalmazása homályos, és hogy - a Plútóhoz hasonlóan - a Föld , a Mars , a Jupiter és a Neptunusz sem tisztította meg orbitális környéküket. A Föld pályája 10 000 Földközeli aszteroida (NEA), a Jupiter 100 000 trójai pályáján. "Ha a Neptunusz kitisztította volna a zónáját, a Plútó nem lenne ott" - mondta.

Az IAU „bolygók” kategóriája közel azonos Stern saját javasolt „überplanet” -kategóriájával. A Stern és Levison Λ diszkriminánst javasoló dokumentumban kijelentették: "mi úgy definiáljuk az überplanetet, mint egy olyan csillag körül keringő bolygótestet, amely elég dinamikusan fontos ahhoz, hogy megtisztítsa a szomszédos bolygósejtjeit ..." és néhány bekezdéssel később: "From dinamikus szempontból Naprendszerünk egyértelműen 8 ürbolygót tartalmaz - beleértve a Földet, a Marsot, a Jupitert és a Neptunuszt. Bár Stern ezt javasolta a bolygók dinamikus alkategóriáinak meghatározására, elutasította, hogy meghatározza, mi a bolygó, és támogatja a belső tulajdonságok használatát a dinamikus kapcsolatok felett.

Lásd még

Megjegyzések

Hivatkozások