Orbital evolution of Centaurs and transport of materials in the Solar system

半人马座的轨道演化和太阳系中的物质传输

基本信息

批准号：
20K04054
负责人：
樋口有理可
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto Sangyo University (2022)University of Occupational and Environmental Health, Japan (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04054/
关键词：
制限三体問題ケンタウルス太陽系小天体軌道進化彗星

项目摘要

木星と海王星の間に軌道を持ち、惑星と1:1共鳴に入っていない天体をケンタウルスと呼ぶ。ケンタウルスは4個の巨大惑星からの摂動を受けるため軌道が不安定で、力学的寿命は数百万年から数千万年と短い。そのため、ケンタウルスの起源は海王星以遠にある天体で、それらがケンタウルス領域に定常的に供給されているのだと考えられている。この物質移動に重要な役割を果たすのが、海王星をはじめとする惑星との重力相互作用である。最初は海王星とのみ相互作用を持つ軌道にあった天体が、天王星、土星、木星とより内側の惑星と軌道交差するように進化する。以上の進化では、惑星重力の影響は近接遭遇による散乱という形で記述できる。よって、ケンタウルス領域には惑星が4個あるが軌道進化の素過程は制限三体問題で記述できる。令和4年度はケンタウルスの軌道進化を円制限三体問題の重ね合わせで記述し、天体の動径方向移動や軌道離心率・軌道傾斜角の変化の傾向を解析的に表すことを行った。特に、ある惑星の重力支配下にあった天体が別の惑星の重力支配下へと遷移する過程に着目した。よく知られた円制限三体問題の保存量であるティスランパラメタ(ヤコビエネルギーを近似し軌道要素で表したもの)をこの2惑星について表し、一般の軌道要素(軌道長半径・離心率・軌道傾斜角)ではなく、それを用いて注目する天体の軌道を表した。新たなパラメタ平面で天体の内側・外側への進化のしやすさの違いを議論することが可能となった。また解析解を検証するための数値計算も進めている。

在木星和海王星之间具有轨道并且与行星1：1共振的天体被称为半人马场。半人马受到四个巨型行星的扰动，它们的轨道不稳定，机械寿命较短，范围从数百万到数千万年来。因此，据信，半人马的起源是远离海王星的天体，并且经常向半人马座地区提供。在这种传质中的关键作用是重力与海王星等行星的相互作用。首先，仅与海王星相互作用的对象演变成绕着天王星，土星和木星跨越内在行星。在上面的进化中，可以用密切相遇引起的散射形式描述行星重力的影响。因此，半人马座地区有四个行星，但是轨道进化的基本过程可以通过限制三体问题来描述。在2022年，通过将三体问题叠加在圆圈限制问题的情况下，描述了半人马的轨道演变，并分析表达了天体的径向运动的趋势以及轨道偏心和轨道倾斜度的变化。特别是，我们专注于一个行星重力控制下的天体的过程，转变为另一个行星的重力控制。 The well-known Tisran parameter (a approximate Jacobian energy and expressed as orbital elements), which is the conserved amount of the well-known circle-limited three-body problem, is represented for these two planets, and instead of the general orbital elements (orbital radius, eccentricity, or orbital inclination), it is used to represent the orbital of the celestial body of interest.现在可以与新的参数平面讨论天体向内和向外进化的差异。我们还正在研究数值计算以验证分析解决方案。