共軌配置

在天文學中,共軌配置是指兩個或多個天體(如小行星、月球或行星)對母天體處於相同距離非常相似距離的軌道上,即它們處於1平均運動共振中(或1:−1,如果以相反方向繞軌道運行。)。

共軌天體有好幾類,取決於它們的天平動點。最常見和最知名的一類是特洛伊天體,它圍繞分別在大天體前方和後方60°的兩個穩定的拉格朗日點(特洛伊點),和之一進行天平動。另一類是馬蹄形軌道,其天體在與大天體相距180°左右進行天平動。在0°周圍進行天平動的對象被稱為準衛星。

當兩個同軌天體的質量相似,從而對彼此產生不可忽略的影響時,就會發生交換軌道。當它們相互靠近時,它們可以交換半長軸或偏心率

參數
用於描述共軌天體關係的軌道參數是近心點經度差和平黃經差。近心點的經度是平均經度和平近點角的總和({\lambda}= \varpi + M) ,和平均經度是升交點黃經和近心點幅角的總和(\varpi = \Omega + \omega) 。

特洛伊
特洛伊天體是在質量更大的次要天體軌道前面()或後面()60°,都在圍繞質量最大的中心天體的軌道上。最著名的例子是圍繞太陽在木星之前或之後運行的小行星。特洛伊天體的軌道並不完全位於拉格朗日點中的一個,但確實與它保持相對較近,且似乎繞著它緩慢運行({\Delta}{\lambda}, {\Delta}\varpi) = (±60°, ±60°)。無論它們的質量或軌道離心率如何,它們的天平動的點都是相同的。

研究了克卜勒91b存在特洛伊行星的可能性,但得出的結論是凌日訊號是假陽性。

特洛伊行星的一種可能性是靠近其恆星適居帶的巨行星。

沒有發現特洛伊行星的原因可能是潮汐破壞了它們的軌道。

地月系統的形成
根據大碰撞說,月球是在兩個共軌天體碰撞後形成的:質量約為地球的10% 忒伊亞(Theia,被認為約與火星一樣大),以及原始地球。它們的軌道受到其它行星的干擾,使忒伊亞脫離了行星特洛伊的位置,並引發了碰撞。

馬蹄形軌道
(Janus)和艾比米修斯(Epimetheus)的馬蹄形交換軌道。]]

馬蹄形軌道上的物體與主軌道成180°左右的天平動。它們的軌道包含兩個等邊拉格朗日點,即和。

此後,人們發現了更多共振的近地天體(NEOs)。其中包括(54509) YORP、(85770) 1998 UP1、、、、和,它們都存在於類似克魯特尼的共振軌道中。 and 小行星614689是僅有的兩顆已知的地球特洛伊。

匈牙利族小行星被發現是與地球共軌天體的可能來源之一,其壽命高達〜58,000年。

準衛星
準衛星是與主天體在約0°天平動的共軌天體。低偏心率準衛星的軌道非常不穩定,但對於中到高偏心率,這種軌道可以是穩定的和小行星469219 Kamoʻoalewa。

交換軌道
除了土星的衛星傑努斯和艾比米修斯的等半長軸交換軌道,另一種可能性是共用相同的軸,但交換偏心率。

相關條目

  • 雙行星
  • 柯迪萊夫斯基雲
  • 中國太空站的望遠鏡

參考資料
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外部連結
*[https://web.archive.org/web/20140903190527/http://ssdbook.maths.qmw.ac.uk/animations/Coorbital.mov QuickTime animation of co-orbital motion] from Murray and Dermott
*[https://web.archive.org/web/20120419014802/http://planetary.org/news/2006/0120_Cassini_Observes_the_Orbital_Dance_of.html Cassini Observes the Orbital Dance of Epimetheus and Janus] The Planetary Society
*[https://www.trojanplanets.appstate.edu/ A Search for Trojan Planets] Web page of group of astronomers searching for extrasolar trojan planets at Appalachian State University

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