Mahalleyi temizlemek - Clearing the neighbourhood

" Mahalle temizlemek bir çevrede" gök cismi 'ın yörüngesi vücudun kendi dışındaki kıyaslanabilir boyutta başka hiçbir organları vardır böyle yerçekimiyle baskın hale açıklanır doğal uydular veya başka onun yerçekimi etkisi altında olanlar.

"Mahalle temizlemek" bir gök cismi bir dikkat edilmesi gereken üç gerekli kriterlerden biridir gezegen içinde Güneş Sistemi'nin göre, 2006 yılında kabul edilen tanım tarafından Uluslararası Astronomi Birliği (IAU). 2015 yılında, tanımın ötegezegenleri kapsayacak şekilde genişletilmesi için bir teklif yapıldı .

Gezegen oluşumunun son aşamalarında , bir gezegen , tanımlandığı gibi, kendi yörünge bölgesinden "komşuyu temizlemiş" olacaktır, yani benzer büyüklükteki diğer cisimleri kaldırmış olacaktır. Bir gezegen için diğer kriterleri karşılayan ancak komşuluğunu temizlememiş büyük bir cisim cüce gezegen olarak sınıflandırılır . Bu, yörüngesi Neptün'ün yörüngesiyle kesişen ve yörünge komşuluğunu birçok Kuiper kuşağı nesnesiyle paylaşan Pluto'yu içerir . IAU'nun tanımı bu terime belirli sayılar veya denklemler eklemiyor, ancak IAU tarafından tanınan tüm gezegenler, komşuluklarını herhangi bir cüce gezegenden veya cüce gezegen adayından çok daha büyük ölçüde ( büyüklük sırasına göre ) temizledi .

Bu ifade, gezegen bilimciler Alan Stern ve Harold F. Levison tarafından 2000 IAU genel kuruluna sunulan bir makaleden kaynaklanmaktadır . Yazarlar , bir yıldızın yörüngesinde dönen bir cismin, cismin kütlesine ve yörünge periyoduna bağlı olarak gezegenimsilerden "komşu bölgesini" temizlemesinin muhtemel olup olmadığını belirlemek için teorik bir temel geliştirirken birkaç benzer ifade kullandılar . Steven Soter , "dinamik baskınlık" terimini kullanmayı tercih ediyor ve Jean-Luc Margot , bu tür bir dilin "yanlış yorumlamaya daha az eğilimli göründüğünü" belirtiyor.

2006'dan önce, IAU'nun gezegenleri adlandırmak için belirli kuralları yoktu, çünkü onlarca yıldır yeni gezegenler keşfedilmemişti, oysa asteroitler veya kuyruklu yıldızlar gibi yeni keşfedilen küçük cisimlerin bolluğunu adlandırmak için iyi kurulmuş kurallar vardı. Eris'in adlandırma süreci , 2005'te keşfinin açıklanmasından sonra durdu, çünkü büyüklüğü Plüton'unkiyle karşılaştırılabilirdi. IAU, gezegenleri küçük gezegenlerden ayırt etmek için taksonomik bir tanım arayarak Eris'in adını çözmeye çalıştı .

Kriterler

Bu tabir, yörüngedeki bir cismi (bir gezegen veya protoplanet ) yakınlardaki daha küçük cisimlerle yerçekimsel olarak etkileşime girerek yörünge bölgesini zaman içinde "süpürerek" ifade eder . Birçok yörünge döngüsü boyunca, büyük bir cisim, küçük cisimlerin ya onunla birleşmesine ya da başka bir yörüngeye girmesine ya da bir uydu olarak ya da bir rezonans yörüngesine yakalanmasına neden olma eğiliminde olacaktır . Sonuç olarak, yörünge bölgesini, kendi uyduları veya kendi yerçekimi etkisiyle yönetilen diğer cisimler dışında, önemli büyüklükteki diğer cisimlerle paylaşmaz. Bu son kısıtlama , Jüpiter ve truva atları , Dünya ve 3753 Cruithne veya Neptün ve plütinolar gibi yörüngeleri kesişebilecek ancak yörünge rezonansı nedeniyle asla birbiriyle çarpışmayacak olan nesneleri hariç tutar . Jean-Luc Margot , gereken yörünge temizleme derecesine gelince, "bir gezegen asla yörünge bölgesini tamamen temizleyemez, çünkü yerçekimi ve ışınım kuvvetleri asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların yörüngelerini sürekli olarak gezegen geçiş yörüngelerine dönüştürür" diye vurguluyor ve IAU'nun yaptığını belirtiyor. Kusursuz yörünge temizliğinin imkansız standardını amaçlamayın.

Stern–Levison'ın Λ

Stern ve Levison , makalelerinde hangi "gezegen cisimlerinin kendilerini çevreleyen bölgeyi kontrol ettiğini" belirlemek için bir algoritma aradılar. Bir cismin, Evrenin yaşına ( Hubble zamanı ) eşit bir süre boyunca yörünge bölgesinden daha küçük kütleleri dağıtma yeteneğinin bir ölçüsü olan Λ ( lamda ) tanımladılar . Λ olarak tanımlanan boyutsuz bir sayıdır

burada m cismin kütlesi, a cismin yarı ana ekseni ve k saçılan küçük cismin yörünge elemanlarının ve dağılması gereken derecenin bir fonksiyonudur. Güneş gezegen diskinin etki alanında, Güneş'ten belirli bir uzaklıkta bulunan küçük cisimler için ortalama k değerlerinde çok az değişiklik vardır .

Λ > 1 ise, cisim muhtemelen yörünge bölgesindeki küçük cisimleri temizleyecektir. Stern ve Levison ayırmak için bu diskriminant kullanılan gravitionally yuvarlak içine, Sun-yörüngedeki organları überplanets "dinamik önemli yeterince temizlenmiş olması onun komşu gezegenciklere" ve vardır unterplanets . Übergezegenler en büyük sekiz güneş yörüngesidir (yani IAU gezegenleri) ve geri kalan gezegen olmayanlar (yani IAU cüce gezegenleri).

soter µ

Steven Soter , yıldızların yörüngesindeki cisimleri gezegenlere ve gezegen olmayanlara ayırmak için " gezegensel diskriminant " olarak adlandırdığı gözleme dayalı bir ölçü µ ( mu ) önerdi . mu'yu şu şekilde tanımlıyor:


burada µ boyutsuz bir parametredir, M aday gezegenin kütlesidir ve m bir yörünge bölgesini paylaşan diğer tüm cisimlerin kütlesidir , yani yörüngeleri birincilden ortak bir radyal mesafeyi geçen ve yörüngeleri olmayan tüm cisimlerdir. rezonans periyotları büyüklük sırasına göre daha az farklılık gösterir.

Periyot gereksinimindeki büyüklük sırası benzerliği, kuyruklu yıldızları hesaplamanın dışında bırakır, ancak kuyruklu yıldızların birleşik kütlesi, diğer küçük Güneş Sistemi gövdeleriyle karşılaştırıldığında ihmal edilebilir olduğu için, bunların dahil edilmesinin sonuçlar üzerinde çok az etkisi olacaktır. µ daha sonra aday cismin kütlesinin, yörünge bölgesini paylaşan diğer nesnelerin toplam kütlesine bölünmesiyle hesaplanır. Yörünge bölgesinin gerçek temizlik derecesinin bir ölçüsüdür. Soter, µ > 100 ise aday cismin bir gezegen olarak kabul edilmesini önerdi.

Margot'un Π

Gökbilimci Jean-Luc Margot , bir cismi yalnızca kendi kütlesine, yarı ana eksenine ve yıldızının kütlesine göre kategorize edebilen bir Π ( pi ) diskriminant önerdi . Stern–Levison'ın Λ'si gibi, Π de vücudun yörüngesini temizleme yeteneğinin bir ölçüsüdür, ancak Λ'den farklı olarak, yalnızca teoriye dayanır ve Güneş Sisteminden elde edilen ampirik verileri kullanmaz. Π, yörünge bölgesinin doğru bir sayımını gerektiren Soter'in µ'sinin aksine, ötegezegen cisimleri için bile uygulanabilir bir şekilde belirlenebilen özelliklere dayanmaktadır.

nerede m aday cismin kütlesi olan Dünya kütlesi , bir kendi yarı ana eksen olan AU , M ebeveyn yıldızının kütlesi güneş kütlesi ve k tt> 1 olduğu bir beden bunun için bu kadar seçilmiş bir sabittir yörünge bölgesini temizleyebilir. k , istenen temizlemenin derecesine ve bunun için gereken süreye bağlıdır. Margot bir ölçüde seçilmiş zamanlarda Tepesi yarıçapı ve ilgili üst yıldızın ömrü bir zaman sınırı ana dizinin (yıldız kütlesinin bir fonksiyonudur). O halde, bahsedilen birimlerde ve 10 milyar yıllık bir ana dizi ömründe, k = 807. Eğer Π > 1 ise cisim bir gezegendir. Verilen yörüngeyi temizlemek için gereken minimum kütle Π = 1 iken verilir.

Π, aday cismin yakındaki bir yörüngedeki küçük bir cisme yeterli enerjiyi vermesi için gereken yörünge sayısının hesaplanmasına dayanır, böylece daha küçük cisim istenen yörünge boyutundan temizlenir. Bu, asteroit kuşağındaki bir asteroit örneği için gereken temizleme sürelerinin ortalamasını kullanan ve dolayısıyla Güneş Sisteminin o bölgesine önyargılı olan Λ'den farklıdır . Π'nin ana dizi yaşam süresini kullanması, cismin sonunda yıldızın etrafındaki bir yörüngeyi temizleyeceği anlamına gelir; Λ'nin Hubble zamanını kullanması , yıldızın, nesne yörüngesini gerçekten temizlemeden önce gezegen sistemini bozabileceği (örneğin nova yaparak) anlamına gelir.

Π formülü dairesel bir yörünge varsayar. Eliptik yörüngelere adaptasyonu gelecekteki çalışmalar için bırakılmıştır, ancak Margot bunun bir büyüklük sırası içinde dairesel bir yörüngeyle aynı olmasını beklemektedir.

Sayısal değerler

Aşağıda, Margot'un gezegen ayrımcısı Π tarafından azalan sırada sıralanan gezegenlerin ve cüce gezegenlerin bir listesi bulunmaktadır. IAU tarafından tanımlanan sekiz gezegenin tümü için, Π, 1'den büyük büyüklük dereceleridir, oysa tüm cüce gezegenler için, Π, 1'den küçük büyüklük dereceleridir. Stern–Levison's Λ ve Soter's µ; yine, gezegenler Λ için 1'den ve µ için 100'den büyük büyüklük dereceleridir ve cüce gezegenler Λ için 1'den küçük ve µ için 100'den küçük büyüklük dereceleridir. Ayrıca Π = 1 ve Λ = 1 (vücudun gezegen olmaktan cüce gezegene dönüşeceği) olan mesafeler de gösterilmiştir.

Rütbe İsim Margot'un gezegen
ayrımcısı Π
Soter'in gezegensel
diskriminantı µ
Stern–Levison
parametresi Λ
Kütle (kg) nesne türü Π = 1
mesafe ( AU )
Λ = 1
mesafe ( AU )
1 Jüpiter 4.0 × 10 4 6,25 × 10 5 1.30 × 10 9 1.8986 × 10 27 5. gezegen 64.000 6 220 000
2 Satürn 6.1 × 10 3 1,9 × 10 5 4.68 × 10 7 5.6846 × 10 26 6. gezegen 22.000 1.250.000
3 Venüs 9,5 × 10 2 1,3 × 10 6 1.66 × 10 5 4.8685 × 10 24 2. gezegen 320 2.180
4 toprak 8.1 × 10 2 1.7 × 10 6 1.53 × 10 5 5.9736 × 10 24 3. gezegen 380 2.870
5 Uranüs 4,2 × 10 2 2,9 × 10 4 3.84 × 10 5 8.6832 × 10 25 7. gezegen 4.100 102.000
6 Neptün 3.0 × 10 2 2.4 × 10 4 2,73 × 10 5 1.0243 × 10 26 8. gezegen 4.800 127.000
7 Merkür 1,3 × 10 2 9.1 × 10 4 1,95 × 10 3 3.3022 × 10 23 1. gezegen 29 60
8 Mars 5.4 × 10 1 5.1 × 10 3 9,42 × 10 2 6.4185 × 10 23 4. gezegen 53 146
9 Ceres 4.0 × 10 −2 0.33 8,32 × 10 −4 9,43 × 10 20 cüce gezegen 0.16 0.024
10 Plüton 2,8 × 10 −2 0.08 2,95 × 10 −3 1.29 × 10 22 cüce gezegen 1.70 0.812
11 Eris 2.0 × 10 −2 0.10 2,15 × 10 −3 1.67 × 10 22 cüce gezegen 2.10 1.130
12 Haumea 7,8 × 10 −3 0.02 2.41 × 10 −4 4.0 × 10 21 cüce gezegen 0,58 0.168
13 makemake 7,3 × 10 −3 0.02 2.22 × 10 −4 ~4.0 × 10 21 cüce gezegen 0,58 0.168

anlaşmazlık

Kuiper kuşağındaki gök cisimlerinin yaklaşık mesafeleri ve eğimleri ile yörüngeleri. Kırmızı ile işaretlenmiş nesneler Neptün ile yörünge rezonanslarındadır, Plüton (en büyük kırmızı daire) 2:3 rezonansta plutinoların "sivrisine" yerleştirilmiştir.

Stern, Baş araştırmacı ait Yeni Ufuklar Pluto misyon, bir mahalle temizlemek için kendi yetersizlik temelinde Pluto yeniden sınıflandırılması da karşı çıkmıştı. IAU'nun ifadesinin belirsiz olduğunu ve - Plüton gibi - Dünya , Mars , Jüpiter ve Neptün'ün de yörünge mahallelerini temizlemediğini savundu . Dünya, 10.000 Dünya'ya yakın asteroit (NEA) ile birlikte yörüngededir ve Jüpiter'in yörünge yolunda 100.000 truva atı vardır. "Neptün bölgesini temizlemiş olsaydı, Plüton orada olmazdı" dedi.

IAU'nun "gezegenler" kategorisi, Stern'in önerdiği "überplanet" kategorisiyle neredeyse aynıdır. Stern ve Levison'un Λ diskriminantını öneren makalede , "bir überplanet'i , komşu gezegenlerini temizleyecek kadar dinamik olarak önemli bir yıldızın yörüngesindeki bir gezegen gövdesi olarak tanımlıyoruz ..." ve birkaç paragraf sonra, " Dinamik bir bakış açısına göre güneş sistemimiz, Dünya, Mars, Jüpiter ve Neptün dahil olmak üzere 8 übergezegen içerir". Stern bunu gezegenlerin dinamik alt kategorilerini tanımlamak için önermesine rağmen, bir gezegenin ne olduğunu tanımlamak için reddetti, dinamik ilişkiler yerine içsel niteliklerin kullanımını savundu.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar