ATLAS DE RESONANCIAS EN EL SISTEMA SOLAR

Transcripción

1 Encuentro Anual de Astronomia XIII Reunion Anual de la SUA Planetario Municipal de Montevideo, Octubre 2006 ATLAS DE RESONANCIAS EN EL SISTEMA SOLAR Tabaré Gallardo Departamento de Astronomia Instituto de Fisica - Facultad de Ciencias Universidad de la Republica URUGUAY gallardo@fisica.edu.uy Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 1

2 Resonancias? Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 2

3 Resonancias Ocurren cuando existe una conmensurabilidad entre algunas de las frecuencias fundamentales del sistema dinámico (2:1, 3:2, etc). Entre períodos orbitales: resonancias ORBITALES Entre períodos rotacionales: resonancias de SPIN Spin-Orbita y otras... Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 3

4 Ejemplos Luna: spin-orbita 1:1 Mercurio: spin-orbita (1 dia mercuriano = 2 años mercurianos) Asteroides con Jupiter (3:2, 2:1, Troyanos) Satelites Galileanos: Laplaciana λ I 3λ E + 2λ G y spin-orbita Satelites de Saturno y Urano Jupiter y Saturno: cuasi resonancia 5:2 (Laplace) Urano y Neptuno: cuasi resonancia 2:1 Neptuno - Pluton: resonancia 2:3 Pluton - Caronte: spin orbita Anillos Transneptunianos: plutinos (2:3), twotinos (1:2), etc Satelites artificiales y Sistemas extrasolares Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 4

5 Resonancias orbitales: localización en semieje (a) Supongamos un objeto en órbita eĺıptica perturbado por un planeta: NEPTUNO SOL 2000 CR105 Existe resonancia cuando: T P laneta = p + q T asteroide p siendo p y q números enteros Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 5

6 Entonces, por la tercera ley de Kepler: ( p a res a P la p + q ) 2/3 3:1 2:1 3:2 1:1 2:3 1: a (UA) Figure 1: localización de algunas resonancias con Jupiter. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 6

7 ...hay muchas... pero muuuuchas resonancias posibles a (UA) Figure 2: localización de resonancias entre 2.6 y 3.0 UA. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 7

8 Pero... cuántas resonancias dinámicamente relevantes existen entre (a 1, a 2 )? Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 8

9 Ideamos un método numérico y un programa para evaluar la FUERZA de una resonancia publicado en Icarus 184, Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 9

10 Ejemplo de utilización del método Figure 3: Asteroide 2003 CP20 Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 10

11 calculamos las resonancias existentes entre y UA 28:29Venus 27:28Venus 26:27Venus FUERZA a (UA) Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 11

12 superponemos los valores de a del asteroide 28:29Venus 27:28Venus 26:27Venus FUERZA a (UA) Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 12

13 y finalmente verificamos el ángulo crítico en consecuencia el asteroide 2003 CP20 se encuentra en la resonancia 27:28 con Venus Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 13

14 RESULTADOS: Resonancias en el Sistema Solar Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 14

15 Región de los planetas terrestres Strength :1Me 3:2Me 3:1V 1:1Me 2:1V 3:1E 5:3V 3:2V 4:3V 2:1E 5:3E 1:1V 3:2E 4:3E 2:3V 3:5V 1:1E 1:2V 2:3E 2:5V 3:5E 1:1M 1:2E 5:1J 2:5E 3:8E 1e-05 1e a (AU) Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 15

16 Strength :1Me 3:2Me 3:1V 1:1Me 2:1V 3:1E 5:3V 3:2V 4:3V 2:1E 5:3E 1:1V 3:2E 4:3E 2:3V 1:1E 3:5V 1:2V 2:3E 2:5V 3:5E 1:1M 1:2E 5:1J 2:5E 3:8E a (AU) Figure 4: Encontramos asteroides en 6:5V, 1:2V, 1:2E, 2:5E y coorbitales de Venus, Tierra y Marte. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 16

17 Objetos reales en resonancia con planetas terrestres (1) Nombre a (UA) e i( ) ω( ) resonancia σ( ) 2004 XY :5V * lib at 320, amp VE :1V QS 2001 CK :1V HS 2004 GU :1E QS 1994 TF :1E HS-QS 2004 BO :1E * HS-QS UP :1E * HS-QS 2001 GO :1E HS-QS 2000 WN :1E * HS-QS 2002 AA :1E HS 2003 YN :1E HS 3753 Cruithne :1E HS 1997 AQ :2V * lib at 290, amp EF :2V * lib at 295, amp ML :2V * lib at 80, amp AA :2V * HS 1994 CB :2V HS Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 17

18 1997 AQ18 σ (1:2V) e a (AU) time (yr) Figure 5: Asteroide 1997 AQ18 en la resonancia 1:2 con Venus (próxima a la Tierra!). Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 18

19 Objetos reales en resonancia con planetas terrestres (2) Nombre a (UA) e i( ) ω( ) resonancia σ( ) 2001 DH :1M lib at 290, amp Eureka :1M lib at 301, amp VF :1M lib at 295, amp UJ :1M lib at 70, amp ND :1M * HS 2005 XD :2E * HS 1996 DH :2E * lib at 280, amp VF :2E * lib at 70, amp SC :5E * lib at 165, amp JY :5E * lib at 180, amp XB :5E * lib at 130, amp RQ :5E * lib at 320, amp JB :5E * lib at 170, amp YP :5E * lib at 230, amp 120 Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 19

20 σ (1:2E) e FV39 a (AU) time (yr) Figure 6: Marte!). Asteroide 2000 FV39 en la resonancia 1:2 con Tierra, (próxima a Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 20

21 σ (2:5E) XB e a (AU) time (yr) Figure 7: Asteroide 2004 XB en la resonancia 2:5 con Tierra. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 21

22 Región del cinturón de asteroides 1 Strength e-05 1:3E 4:1J 1:5V 3:5M 4:13E 2:11V 3:10E 7:2J 2:7E 10:3J 1:6V 3:11E 1:2M 3:1J 1:4E 11:4J 3:7M 2:9E 8:3J 2:5M 5:2J 6:1S 12:5J 7:3J 9:4J 1:3M 2:1J 5:1S 13:7J 9:5J 7:4J 5:3J 8:5J 4:1S 3:2J 1e a (AU) Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 22

23 Dominio de Júpiter :1J :5J 4:3J 9:7J 5:4J 6:5J 7:6J 8:7J 9:8J 10:9J 8:9J 7:8J 6:7J 5:6J Strength :1S 5:2S e a (AU) Figure 8: Encontramos un objeto en 5:6J. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 23

24 Región de los centauros Strength :3J 3:5J 1:2J 1:1S 2:5J 1:3J 2:7J 2:3S 1:4J 1:2S 1:5J 4:9S 3:7S 2:5S 3:8S 1:1U 1:3S 3:10S 2:7S 3:11S 1:4S e-05 1e a (AU) Figure 9: Encontramos objetos en 1:1S, 1:2S, 1:1U, 2:7S, 1:4S. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 24

25 Región Transneptuniana Strength :3U 5:4N 6:5N 1:1N 1:2U 6:7N 5:6N 4:5N 7:9N 3:4N 5:7N 2:3N 5:8N 3:5N 4:7N 1:2N 1e-05 1e-06 1e a (AU) Figure 10: Encontramos objetos en 2:3U, 1:1N, 1:2U. Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 25

26 Región del Disco Dispersado Strength e-05 3:5N 4:7N 1:2N 1:4U 4:9N 3:7N 2:5N 1:5U 3:8N 4:11N 1:3N 1:6U 3:10N 2:7N 3:11N 1:4N 3:13N 2:9N 1:5N 2:11N 3:17N 1:6N 1e-06 1e a (AU) Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 26

27 Vision conjunta Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 27

28 CONCLUSIONES encontramos un método para evaluar la fuerza de una resonancia construímos el primer Atlas de Resonancias para el Sistema Solar hallamos varias resonancias fuertes con los planetas terrestres encontramos varios objetos reales en resonancias inusuales por primera vez tenemos asteroides en las resonancias 6:5V, 1:2E, 2:5E, 5:6J, 1:5J, 2:7S, 1:4S, 2:3U, 1:2U (y cosas raras mas allá de Neptuno) encontramos nuevos coorbitales de la Tierra, Marte, Saturno, Urano y Neptuno Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 28

29 GRACIAS y HASTA LA PRÓXIMA! Atlas de Resonancias, Tabaré Gallardo 29