Przerwa Kirkwooda - Kirkwood gap
Kirkwood szczelina jest szczelina lub zanurzenie w rozkładzie pół-osi głównych (lub równoważnie z okresów orbitalnych ) orbit głównego pasa planetoid . Odpowiadają one lokalizacji rezonansów orbitalnych z Jowiszem .
Na przykład, istnieje bardzo niewiele asteroid o półosi wielkiej w pobliżu 2,50 AU , w okresie 3,95 roku, które wykonałyby trzy orbity na każdą orbitę Jowisza (stąd nazwany rezonansem orbitalnym 3:1). Inne rezonanse orbitalne odpowiadają okresom orbitalnym, których długości są prostymi ułamkami długości Jowisza. Słabsze rezonanse prowadzą jedynie do wyczerpania asteroid, podczas gdy skoki w histogramie są często spowodowane obecnością znaczącej rodziny asteroid (patrz Lista rodzin asteroid ) .
Luki zostały po raz pierwszy zauważone w 1866 roku przez Daniela Kirkwooda , który również prawidłowo wyjaśnił ich pochodzenie w rezonansach orbitalnych z Jowiszem, będąc profesorem Jefferson College w Canonsburgu w Pensylwanii .
Większość luk Kirkwood jest wyczerpana, w przeciwieństwie do rezonansów średniego ruchu (MMR) Neptuna czy rezonansu 3:2 Jowisza, które zatrzymują obiekty uchwycone podczas migracji gigantycznej planety z modelu z Nicei . Utrata obiektów z luk Kirkwooda jest spowodowana nakładaniem się świeckich rezonansów ν 5 i ν 6 w rezonansach ruchu średniego. W wyniku tego elementy orbitalne asteroid zmieniają się chaotycznie i ewoluują na orbity przecinające planety w ciągu kilku milionów lat. MMR 2:1 ma jednak kilka stosunkowo stabilnych wysp w rezonansie. Wyspy te są wyczerpane z powodu powolnej dyfuzji na mniej stabilne orbity. Proces ten, powiązany z tym, że Jowisz i Saturna znajdują się w pobliżu rezonansu 5:2, mógł być szybszy, gdy orbity Jowisza i Saturna były bliżej siebie.
Niedawno odkryto, że stosunkowo niewielka liczba asteroid posiada orbity o wysokim ekscentryczności, które leżą w szczelinach Kirkwood. Przykłady obejmują grupy Alinda i Griqua . Te orbity powoli zwiększają swoją ekscentryczność w skali dziesiątek milionów lat i ostatecznie wyrwą się z rezonansu z powodu bliskich spotkań z dużą planetą. To dlatego asteroidy są rzadko spotykane w szczelinach Kirkwood.
Główne luki
Najbardziej widoczne szczeliny Kirkwooda znajdują się na średnich promieniach orbitalnych:
- 1,780 AU (rezonans 5:1)
- 2.065 AU (rezonans 4:1)
- 2.502 AU (rezonans 3:1), dom dla grupy asteroid Alinda
- 2.825 AU (rezonans 5:2)
- 2.958 AU (rezonans 7:3)
- 3.279 AU (rezonans 2:1), luka Hecuba, dom grupy asteroid Griqua .
- 3,972 AU (rezonans 3:2), gdzie znajdują się asteroidy Hilda .
- 4.296 AU (rezonans 4:3), dom dla grupy asteroid Thule .
Słabsze i/lub węższe luki znajdują się również pod adresem:
- 1.909 AU (rezonans 9:2)
- 2.258 AU (rezonans 7:2)
- 2,332 AU (rezonans 10:3)
- 2,706 AU (rezonans 8:3)
- 3.031 AU (rezonans 9:4)
- 3.077 AU (rezonans 11:5)
- 3,474 j.a. (rezonans 11:6)
- 3,517 AU (rezonans 9:5)
- 3,584 j.a. (rezonans 7:4), gdzie znajdują się asteroidy Kybele
- 3,702 AU (rezonans 5:3).
Strefy asteroid
Luki nie są widoczne w prostej migawce lokalizacji asteroid w dowolnym momencie, ponieważ orbity asteroid są eliptyczne, a wiele asteroid nadal przecina promienie odpowiadające lukom. Rzeczywista gęstość przestrzenna planetoid w tych lukach nie odbiega znacząco od sąsiednich regionów.
Główne luki występują w rezonansach 3:1, 5:2, 7:3 i 2:1 z Jowiszem. Na przykład asteroida w szczelinie Kirkwood 3:1 okrąży Słońce trzy razy na każdą orbitę Jowisza. Słabsze rezonanse występują przy innych wartościach półosi wielkiej, przy czym znaleziono mniej asteroid niż w pobliżu. (Na przykład rezonans 8:3 dla asteroid z półosią wielką wynoszącą 2,71 AU).
Główna lub rdzeniowa populacja pasa planetoid może być podzielona na strefę wewnętrzną i zewnętrzną, oddzielone przerwą Kirkwooda 3:1 przy 2,5 AU, a strefa zewnętrzna może być dalej podzielona na strefy środkową i zewnętrzną przez przerwę 5:2 o 2,82 j.a.:
- Rezonans 4:1 (2,06 j.a.)
- Ludność strefy I (strefa wewnętrzna)
- Rezonans 3:1 (2,5 AU)
- Ludność strefy II (strefa środkowa)
- luka rezonansowa 5:2 (2,82 AU)
- Ludność strefy III (strefa zewnętrzna)
- przerwa rezonansowa 2:1 (3,28 AU)
4 Vesta to największa asteroida w strefie wewnętrznej, 1 Ceres i 2 Pallas w strefie środkowej, a 10 Hygiea w strefie zewnętrznej. 87 Sylvia jest prawdopodobnie największą asteroidą Pasa Głównego poza strefą zewnętrzną.