33年の時間を巻き戻し天文少年ならぬ天文壮年へ再入門。隊員1名、200mm、65mmの望遠鏡と双眼鏡で星空を楽しんでいます!
準衛星 小惑星2016 HO3
2016-06-24 Fri 00:00
1306231.png・AstroArts:地球の新しい準衛星、小惑星2016 HO3
 この小惑星の公転周期の平均は地球の公転周期と同じってことで、地球の重力の影響を受けて共鳴が起こっているのかな?どんどん離されていかないからいつも近くをウロウロしているように見えるわけね。
別窓 | 話題いろいろ | コメント:16
<<かんむり座Rは増光ステージへ | 霞ヶ浦天体観測隊 | 国民の知的向上にとって自殺行為の大学グルーバル化>>
この記事のコメント
>公転周期の平均は地球の公転周期と同じ
 これが「準衛星」の定義なのですね。これまで、定義を考えると脳味噌の神経が軌道の如くよじれるばかりでしたが、これですっきりしました。
 しかし、月の(対太陽)公転周期の平均も地球の公転周期と同じなので、今度は(純然たる)衛星の定義がわからなくなってしまいました。
 
 衛星の定義は、仮に太陽が突然消え失せたとしても、互いの公転関係が維持できる、ということなのでしょうか。そういう定義は聞いたことがありませんので、ちょっと心配になってきました。特に、太陽が消えてしまうと、親の惑星が惑星でなくなるので、衛星も衛星でなくなり、定義としてはちょっとややこしいですね。
2016-06-24 Fri 07:25 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
>今度は(純然たる)衛星の定義がわからなくなってしまいました。
 最も支配的に引力を及ぼしている星が、恒星か惑星かの違いでしょうか。
2016-06-24 Fri 23:36 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
>最も支配的に引力を及ぼしている星が、恒星か惑星かの違いでしょうか。

 あぁ、そういう考え方もありましたね。「重力圏」というようなことばをかつてはよく聞きました。
 でも、「支配的」の定義が問題で、単に働く重力の強さでいうと、月に働く重力は距離が400倍(2乗する)に対し質量が30万倍で太陽のほうが強くて、月は「衛星」ではないことになってしまいそうです。
 これについて、Wikipedia「二重惑星」を見るとアイザック・アシモフの軌道の「凸型」に関する定義があって、これはアシモフの「二重惑星」の定義になるようです。(いずれにしても月は衛星ではなくなる)。
 相対速度で考えると、月と地球の相対速度は1km/s、太陽との相対速度は30km/s程度ですから、地球の影響が大きいことになるのかもしれません。これだと、ラグランジュ点L4・L5付近にある小惑星(準衛星)まで影響が拮抗していることになります。(L4・L5では、正三角形が維持されますから、互いの相対速度はすべて同じなので)
2016-06-25 Sat 07:49 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
>「支配的」の定義が問題で、単に働く重力の強さでいうと、月に働く重力は距離が400倍(2乗する)に対し質量が30万倍で太陽のほうが強くて、月は「衛星」ではないことになってしまいそうです。
 あらま、これでは困りますね。惑星と衛星の違いなんて明白じゃんと思っていましたがなかなかややこしいです。
2016-06-25 Sat 12:14 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
面白いので、今日のブログネタに使わせていただきました。
自明な「支配的」ならともかく、ギリギリのバランスで三体問題、四体問題…と膨らませると、もう一般に分かりやすい線引きは難しそうですね。二連星の重心を焦点とする二重惑星とか出てきそうですし。もはやスタートレックの世界……
2016-06-25 Sat 18:19 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
>惑星と衛星の違い
準衛星と衛星、二重惑星の違いは、「支配的に引力を及ぼしている星が惑星」なら「衛星」ということで、その惑星の質量でケプラーの第3法則の比例係数を計算してみて、平均距離と公転周期(対恒星公転周期)の間に、その係数でケプラーの第3法則がほぼ成立していたら、「衛星」ということでどうでょうか。(「ほぼ」は、ずれが何%以内というふうに決めることにします)
 準衛星だったら太陽の、二重惑星だったら2体問題の換算質量が出て来てずれが生じるのではないかと思います。

 では、二重惑星と準衛星は区別できるか?
これはよくわかりません。たぶん、この区別が問題になるような天体は、少なくとも今知られている太陽系天体にはないですね。
2016-06-25 Sat 18:57 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
みゃおさんが描いてくれた小惑星2016 HO3の軌道の図を見ると、元記事の動画のトリックがわかります。地球は楕円軌道の焦点にいないばかりか、小惑星の軌道が描く立体形の内部にすらいないのですね。
2016-06-25 Sat 23:29 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
もう一枚簡単な図を追加して、更にトリックを暴いてみました(笑)
2016-06-26 Sun 04:09 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
みゃおさんの図を拝見すると、準衛星と衛星の区別は、対恒星座標系で見ないといけないことがよくわかります。ぜんぜん地球を中心に回っていないのですね。

 さて、ここで生まれる疑問ですが、衛星と準衛星は連続的に変わりゆくものなのでしょうか。1つの衛星が自然に準衛星に変化していくという意味ではなく、うまく意図的に制御していくと、衛星とも準衛星とも言えないどっちつかずの軌道が存在するかという意味です。あって当然のような気もしますが、そんな軌道はまったく安定でないということもありえます。

 それからラグランジュ点ですが、L1,L2はケプラーの第3法則からはだいぶずれますが何とか「衛星」と言えそうですが、L3,L4,L5はどうみても準衛星です。衛星軌道の定義で「ヒル球」というのがあって、これによると、L1,L2の範囲までが「衛星」だそうです。(Wikipedia「ヒル球」) これよりちょっと外にあるとどうなるかですが、不安定だそうですので、衛星軌道から離脱することになるようです。この時にうまい楕円軌道を取ると衛星に近い準衛星の解があるのかもしれません。こういうのはもちろんちゃんとした研究があるでしょうね。
2016-06-26 Sun 05:54 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
作図してたときS.Uさんと似たこと考えてました。この準衛星の軌道がもっと地球寄りだったら、衛星に近い状態になるのだろうかと。今でこそ地球圏を脱出できてますが、元の質量によっては捕まるギリギリまで行く可能性はありますからね。他の惑星でも、原始太陽系の頃に周囲を飛び交う岩石を捕まえる過程があったでしょうから。自作の小惑星でシミュレートしてみたいけど、シビアなN体問題のプログラミングが必要そうで私にゃ無理です…。

スイングバイはある意味S.Uさんのおっしゃる衛星と準衛星を連続的に変化させる技術ですよね。あかつきなど、地球から金星へ向かう間は人工準衛星の形態を取り、十分金星に近くなったら意図的に金星の重力に捕まえさせる軌道へ変化させてゆくわけです。このとき、どっちつかずの軌道を取れるかどうかは分かりませんが…。不安定ながらある気がしますよね。
2016-06-26 Sun 12:12 | URL | みゃお #chDfx1pU[ 内容変更]
>小惑星でシミュレート
 私もかつて計算したいと思ったことはありますが、有限のCPUパワーでどうやって精度を確認するかめんどくさそうだったので、やめました。
 制限3体問題の一般論では、ほとんどの場合は不安定で、ついには偶発的に大接近が起こってカオス的な振る舞いをしますが、ごくたまに安定な周期的軌道に落ちるのが長く観測されるということなのでしょうね。そのためには、平均運動の尽数関係が成立することが必要になりますが、確か、準衛星(平均運動1:1)の本当に安定な軌道としては、通常の衛星のほかは、ラグランジュ点L4・L5(トロヤ群)というのしかなかったと思います(間違っていたら訂正して下さい)。

 また、平均運動が尽数の共鳴状態になっているのも実際には不安定になっている場合のほうが多くて、3:2になっている少数の例があるくらいのようです。そういう意味では、準衛星もなかなかできにくく本当に安定とは言えないのではないかと思います。スイングバイも接近のたびに軌道がカオスに近く変わることを思うと自然に安定性が保たれる期待はあまりできません。

 このような計算は、CPUパワーのある計算機の能力テスト用途等には適していると思うので、統計的な研究結果はあるものと思います。堀源一郎先生(天体力学)がこの方面の解説をしばしば書いてらしてけっこう好きでした
2016-06-27 Mon 07:38 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
>Pluto’s Fake Moon
 準衛星の定義もまだままならないところに、擬似衛星も割り込んできましたよ。
http://goo.gl/R2PiKU
2016-06-29 Wed 10:56 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
>擬似衛星
 新手ですね。
 この小惑星は、冥王星と海王星が3:2の共鳴になっているのと同様の共鳴状態にあって、そのために冥王星の近くを最近のところはちょろちょろしているということのようです。
 海王星が強いおかげなんでしょうね。
2016-06-29 Wed 20:14 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
>冥王星と海王星が3:2の共鳴
 冥王星と同じ様に海王星と2:3の共鳴関係になっているものをプルティーノというそうですね。プルティーノに属すこの擬似衛星みたいな天体は沢山あるけど小さくて見つかっていないのでしょう。
2016-06-30 Thu 22:36 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
>プルティーノに属すこの擬似衛星みたいな天体は沢山ある
 この3:2の共鳴が安定点で古くからぽろぽろとここへ小天体が落ち込んできたのか、そうでもなくてたまたま一時的にひっかかっているやつが少しあるだけなのか気になるところです。共鳴そのものは安定でも、ちょっと邪魔がはいると、海王星や冥王星に接近してしまって一挙に不安定の側に移ってしまう可能性があります。
2016-07-01 Fri 17:48 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
永久に安定ともいかないのであれば、出入りはあるのかもしれませんね。
2016-07-01 Fri 18:41 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
コメントの投稿
 

管理者だけに閲覧
 

| 霞ヶ浦天体観測隊 |

FC2カウンター