Метеороидный поток длиннопериодной кометы Тэтчер (белая линия). Каждый метеороид двигался на свою орбиту и создал метеор лиридного душа, когда он попал в Землю после приближения к орбите Земли (синяя линия) с севера. Оранжевая линия — орбита Юпитера. Изображение из видео на основе видео на Земле отображается в кредит: meteorshowers.org
Почему кометы и их метеороидные потоки впрыснут на орбите Земли и за его пределами, а их орбиты рассеиваются с течением времени? В статье, опубликованной в журнале Icarus, два исследователя Seti Institute показывают, что это связано не со случайным натяжением планет, а скорее ударом, который они получают от движущегося солнца.
«Вопреки популярной концепции, все в солнечной системе не вращается на солнце», — сказал ведущий автор и ученого Института Сети Стюарт Пилорц. «Скорее, солнце и планеты все вращаются в своем общем центре масс, известный ученым как солнечный барицентр».
Солнечная система Barycenter — это пресловутая точка, где греческий бог Атлас будет держать его палец, чтобы сбалансировать массу солнца и планет. Все планеты окружают этот барицент, но и солнце.
«Обычно, когда мы строим наши численные модели, — сказал Пилорз, — мы ставим солнце в центр из удобства, потому что это самое массивное тело в солнечной системе, и оно упрощает релятивистские уравнения».
Команда обнаружила, что эта перспектива может быть не лучшим способом понять физические процессы, лежащие в основе орбитальной эволюции длиннопериодных комет. Они движутся на орбитах, которые занимают более 200 лет, чтобы кружить солнце.
«Кометы с длинными периодами проводят большую часть своей жизни так далеко от солнечной системы, что чувствуют перетягивание от барицентра»,-сказал Пилорц. «Но каждые несколько сотен лет они стучат на орбиту Юпитера и попадают под влияние солнца».
Рядом с солнцем кометы проливают частицы, называемые метеороидами. Эти метеороиды следуют вместе с кометой, но некоторые путешествуют по более короткой орбите и возвращаются рано, другие поздно, создавая метеороидный поток. Когда они сначала образуются, эти потоки чрезвычайно тонкие, а шансы на попадание на землю низкие.
«Еще в 1995 году наше поле находилось в зачаточном состоянии, и многие думали, что прогнозирование, когда эти потоки вызовут метеорный душ на Земле, было так же сложно, как и прогнозирование погоды»,-сказал метеорский астроном и соавтор Петра Дженнискенса из Института SETI и НАСА Эймс.
Дженнискенс заметил, что потоки впрыскивали на орбите Земли и за его пределами после того, как солнце колеблется вокруг солнечного барицентра. Он предсказал, что душ вернется, когда Юпитер и Сатурн вернулись на определенные позиции вдоль их орбиты.
«Мы поехали в Испанию в попытке записать один из этих душевых и увидели, как в прошлом было описано как« Звезды падают в полночь », — сказала Дженнискенс. «Весь душ длился всего 40 минут, но каждую минуту была яркая метеор».
Этот прогноз основывался на том, как колебания солнца в основном отражает движение двух самых массивных планет, Юпитер и Сатурн, на их орбите вокруг него. Ваббл маленький, едва ли за пределы самого солнца, но достаточно, чтобы перемещать положение солнца и его скорость в течение 12 лет (орбита Юпитера) и 30 лет (орбита Сатурна), что примерно вызывает 60-летнюю схему.
«Ранее мы смогли показать в компьютерных моделях, что эти потоки бродят по пути Земли и следовали за колебанием солнца, — сказал Дженнискенс, — но мы не знали, почему».
затем вокруг центра солнца (•), когда внутри орбиты Юпитера. Перспектива отдаленно, в плоскости кометной орбиты, в то время как разделение между барицентом и солнечным центром преувеличено для ясности. Кредит: seti.org
Схематическая схема, показывающая, как изменяется наклон кометной орбиты, когда комета перемещается сначала вокруг барицентра солнечной системы
затем вокруг центра солнца (•), когда внутри орбиты Юпитера. Перспектива отдаленно, в плоскости кометной орбиты, в то время как разделение между барицентом и солнечным центром преувеличено для ясности. Кредит: seti.org
В этом недавно опубликованном исследовании Дженнискенс объединился с Pilorz, чтобы исследовать, как с течением времени метеороидные потоки длиннопериодных комет диспергируются, чтобы узнать, как лучше всего использовать этот след крошек для поиска своих родительских комет.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
«Основной результат этого исследования, — сказал Пилорц, — просто заметил, что если мы отслеживаем тот факт, что солнце находится в движении о барицентре, мы видим, что большая часть того, что на самом деле вызывает у кометов и метеороидов рассеивать, — это то, что они поднимают гравитационное повышение или торможение от движущегося солнца, когда они приближаются к ним, и тем же способам, когда мы используем планационные установки.
Феномен гравитационного повышения или торможения часто сравнивается с отскакиванием теннисного мяча с передней или задней части движущегося поезда.
«Но поезд должен двигаться, чтобы он работал», — отметил Пилорз. «В нашем случае, если мы рассмотрим солнце в центре, мы не видим, что это все, что происходит».
Исследователи заметили, что внутри орбиты Юпитера метеороид изменился от перемещения вокруг барицентра на перемещение вокруг Солнца.
«Мы обнаружили, что эти два прыгают в плоскость движения, когда солнце берет на себя управление по мере приближения кометы, а затем снова, когда оно передает обратно к барицентру, когда комета отгоняет, ударила по склонности и узлу орбиты небольшим количеством», — сказал Пилорз. «Опять же, если мы рассмотрим порядок солнца в центре, причина этого изменения не очевидна».
Метеороиды в разных местах потока встречаются с солнцем в разное время, поэтому они получают разные удары с течением времени, а поток плетения и рассеиваются. Случайность в первую очередь обусловлена местом солнца и скоростью на орбите вокруг барицентра, когда каждый метеороид сталкивается с ним.
«Здесь может быть важная точка зрения», — добавил Пилорз. «Мы привыкли говорить себе, что движение кометы случайным образом изменяется из -за ряда сложных возмущений с планет. Это не неправильно, но если мы помним, что солнце также вращает барицент, объяснение становится намного проще».
Чтобы быть справедливым, планеты определяют движение солнца в равной степени так же, как и их определяет. Однако, чтобы знать, как быстро длинные кометные потоки имеют тенденцию рассеиваться, детали этого танца не нужны.
«По -прежнему необходимо учесть планетарные силы, чтобы обеспечить систематический крутящий момент, который вызывает прецессию», — сказал Пилорц. «Это происходит в основном, когда метеороиды находятся между орбитами Юпитера и Сатурна».
Из измеренных дисперсий для душа команда подсчитала возраст более 200 длинных метеороидных потоков кометы, которые были опубликованы в последней книге Дженнискенса «Атлас метеорных душев Земли».Информация от: Институтом Сети
