Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Плутон на грани хаоса: «зона Златовласки» для орбит
Моделирование влияния планет-гигантов на Плутон показало, что без этих планет с их массами и орбитами карликовая планета и другие транснептуновые объекты не оказались бы на стабильных орбитах.
О существовании еще одной планеты — «Девятой планеты», или «Планеты Х» — ученые начали говорить в конце XIX века, когда изучили возмущения орбиты Нептуна. Обнаружить гипотетический объект удалось в 1930 году. После долгих обсуждений новую планету назвали Плутоном. В 2006-м его лишили статуса планеты Солнечной системы и перевели в разряд карликовых планет, хотя исследовать не перестали.
Особенно ученых интересовала необычно вытянутая орбита. Как показало новое исследование, орбита карликовой планеты относительно стабильна в масштабе миллиардов лет, но подвержена хаотичным возмущениям и изменениям на коротких промежутках времени. Результаты работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Планеты Солнечной системы летают почти по круговым орбитам примерно в одной плоскости. На их фоне Плутон сильно выделяется: его орбита вытянута и наклонена к плоскости эклиптики (плоскости орбиты Земли вокруг Солнца) на 17,14°. Орбитальный период карликовой планеты — 248 лет, из которых она 20 лет проводит ближе к Солнцу, чем Нептун. Было предпринято немало попыток рассчитать, как Плутон вышел на такую странную траекторию и как она менялась со временем.
Ученые выявили две важные особенности орбиты Плутона, помогающие карликовой планете не столкнуться с Нептуном, — «резонанс среднего движения» и «колебания vZLK». Благодаря «резонансу среднего движения», когда Плутон и Нептун находятся на одинаковом расстоянии от Солнца, разница между их долготами достигает почти 90°. Свой перигелий Плутон проходит высоко над плоскостью орбиты Нептуна. Такой резонанс назвали «колебанием vZLK» — в честь шведского астронома Хуго фон Цейпеля, советского ученого М. Л. Лидова и японского астронома Ёсихидэ Кодзаи, которые изучали этот феномен как часть «задачи трех тел».
А в конце 1980-х с помощью более мощных компьютеров и численного моделирования ученые обнаружили еще одну особенность орбиты Плутона: она хаотична, но этот хаос ограничен. Небольшие отклонения от изначальных значений ведут к экспоненциальному расхождению результатов расчета орбиты через десятки миллионов лет. И все же, благодаря первым двум особенностям на промежутке в миллиарды лет орбита остается стабильной, несмотря на все признаки хаотичности.
В рамках нового исследования астрономы решили методами численного моделирования проверить поведение орбиты Плутона в течение следующих пяти миллиардов лет. Они надеялись, что это поможет объяснить, как Плутон вышел на такою траекторию. Согласно «гипотезе о миграции планет», появление «резонанса среднего движения» спровоцировал во время миграции Нептун. Гипотеза позволила предположить, что и другие транснептуновые объекты находятся в «резонансе среднего движения». Наблюдения это подтвердили. Но как это произошло?
«Наклон орбиты Плутона связывают с колебанием vZLK. Поэтому мы предположили, что если разберемся с условиями колебания vZLK у Плутона, то, может, разгадаем и причину появления наклона. Начали мы с изучения влияния каждой из планет-гигантов (Юпитера, Сатурна и Урана) на орбиту Плутона», — объясняет планетолог Рену Малхорта (Renu Malhotra), которая уже давно занимается исследованием орбит Плутона и Нептуна.
Вместе с астрономом Такаши Ито (Takashi Ito) они смоделировали эволюцию орбиты Плутона в течение следующих пяти миллиардов лет при разных возмущениях орбит планет-гигантов. Оказалось, для стабильности «колебания vZLK» необходимы все три гиганта. Но почему эти планеты так важны?
Гравитационное влияние Юпитера, Сатурна и Урана на Плутон описывается 21 параметром. Чтобы упростить расчеты, Малхорта и Ито объединили их в один параметр (J2), который, по сути, равносилен эффекту «сплющенного Солнца». Затем они подобрали массы и орбиты планет-гигантов, которые обеспечивали значение параметра J2, необходимое для возникновения резонанса vZLK. Это окно параметров масс и орбит оказалось довольно узким: шаг в сторону — и будет хаос. Малхорта сравнила его с «условиями Златовласки», только для орбит.
Получается, во время эры миграции планет, условия во внешних регионах Солнечной системы менялись так, что многие из транснептуновых объектов — и Плутон в их числе — оказались в резонансе vZLK, необходимом для долгосрочной стабильности.
Еще один любопытный вывод: Юпитер оказывает в основном стабилизирующее воздействие на орбиту Плутона, а Уран — дестабилизирующее. Но главное, орбита Плутона действительно близка к зоне сильного хаоса.
Результаты новой работы сильно повлияют на исследования эволюции движения тел нашей системы. Она накладывает численные ограничения на динамику развития Солнечной системы. Рену Малхорта уверена, что дальнейшее изучение миграции планет-гигантов позволит окончательно разобраться в том, как Плутон и другие тела оказались на своих орбитах.
Telegram 
Дзен 
VK Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Этот важный для исследователей инструмент разрушается за единичные фемтосекунды как будто без причины. В новом исследовании физики нашли два виновных в этом эффекта.
У северного побережья второго по величине острова Фиджи нашли участок суши площадью 3000 квадратных метров, на 70-90% состоящий из раковин съедобных моллюсков. Радиоуглеродная датировка показала, что отложениям около 1200 лет — скорее всего, остров сформировался из отходов древних поселенцев, веками перерабатывавших моллюсков на этом месте.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Японские экологи непрерывно измеряли напряжение внутри 37 диких грибов и зафиксировали между ними направленный обмен электрическими сигналами. Локальный полив земли рядом с одним плодовым телом вызвал мгновенный всплеск передачи информации по всей подземной сети. Этот коммуникационный процесс объединил в единую структуру даже генетически чужеродные организмы.
Связь разных культур всего мира иногда находится в самых неожиданных инструментах, в том числе в языке. Новое исследование впервые показало такую связь количественно.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии