พารามิเตอร์ของทิสเซอรองด์
พารามิเตอร์ของ Tisserand (หรือค่าคงที่ของ Tisserand ) เป็นตัวเลขที่คำนวณจากองค์ประกอบวงโคจร หลายอย่าง ( แกนกึ่งเอก , ความเยื้องศูนย์ของวงโคจรและความเอียง ) ของวัตถุขนาดเล็กและ " วัตถุรบกวน " ขนาดใหญ่ ใช้เพื่อแยกแยะวงโคจรประเภทต่างๆ คำนี้ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสFélix Tisserandผู้คิดค้น[ 1 ]และใช้กับปัญหาวัตถุสามชิ้นแบบจำกัดซึ่งวัตถุทั้งสามมีมวลแตกต่างกันมาก
คำนิยาม
สำหรับวัตถุขนาดเล็กที่มีแกนกึ่งเอกความเยื้องศูนย์ของวงโคจรและความเอียงของวงโคจรเมื่อเทียบกับวงโคจรของวัตถุขนาดใหญ่ที่รบกวนซึ่งมีแกนกึ่งเอกพารามิเตอร์จะถูกกำหนดดังนี้: [ 2 ] [ 3 ]
การอนุรักษ์แบบไม่แปรผันของ Tisserand
ในปัญหาสามวัตถุ การอนุรักษ์แบบกึ่งคงที่ของ Tisserand ได้รับการอนุมานเป็นลิมิตของปริพันธ์ Jacobiที่ห่างจากวัตถุหลักสองวัตถุ (โดยปกติคือดาวฤกษ์และดาวเคราะห์) [ 2 ]การจำลองเชิงตัวเลขแสดงให้เห็นว่าค่าคงที่ของ Tisserand ของวัตถุที่ตัดวงโคจรจะถูกอนุรักษ์ไว้ในปัญหาสามวัตถุในช่วงเวลาระดับกิกะปี[ 4 ] [ 5 ]
แอปพลิเคชัน
หลักการอนุรักษ์ของทิสเซอรองด์นั้น เดิมทีทิสเซอรองด์ใช้เพื่อตรวจสอบว่าวัตถุที่โคจรอยู่ในปัจจุบันนั้นเป็นวัตถุเดียวกับที่เคยสังเกตมาก่อนหรือไม่ ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าเกณฑ์ของทิสเซอรองด์
การจำแนกประเภทวงโคจร
ค่าของพารามิเตอร์ทิสเซอแรนด์ที่สัมพันธ์กับดาวเคราะห์ที่รบกวนวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะ มากที่สุด สามารถนำมาใช้เพื่อจำแนกกลุ่มของวัตถุที่อาจมีต้นกำเนิดคล้ายคลึงกันได้
- T ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ของ Tisserand ที่เกี่ยวข้องกับดาวพฤหัสบดีในฐานะวัตถุที่รบกวน มักใช้เพื่อแยกแยะดาวเคราะห์น้อย (โดยทั่วไป) ออกจากดาวหางตระกูลดาวพฤหัสบดี (โดยทั่วไป) [ 6 ]
- กลุ่มดาวเคราะห์น้อยดาโมลอยด์ถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ทิสเซอแรนด์ของดาวพฤหัสบดีที่ 2 หรือน้อยกว่า ( T ≤ 2 ) [ 7 ]
- T ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ของทิสเซอแรนด์ที่สัมพันธ์กับดาวเนปจูนได้รับการเสนอแนะให้ใช้เพื่อแยกแยะ วัตถุ ที่กระจัดกระจาย ในระยะใกล้ (ได้รับผลกระทบจากดาวเนปจูน) ออกจากวัตถุที่กระจัดกระจายในระยะไกลนอกวงโคจรของดาวเนปจูน (ไม่ได้รับผลกระทบจากดาวเนปจูน เช่น90377 เซดนา )
- T ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ของ Tisserand ที่เกี่ยวข้องกับเนปจูนอาจใช้เพื่อแยกแยะวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านเนปจูนซึ่งอาจถูกส่งเข้าไปในวงโคจรเซนทอร์แบบย้อนกลับและแบบขั้ว ( –1 ≤ T ≤ 2 ) และวัตถุที่อาจถูกส่งเข้าไปในวงโคจรเซนทอร์แบบตาม ( 2 ≤ T ≤ 2.82 ) [ 4 ] [ 5 ]
การใช้งานอื่นๆ
- การอนุรักษ์ค่าพารามิเตอร์ของทิสเซอแรนด์แบบกึ่งคงที่จำกัดวงโคจรที่สามารถเข้าถึงได้โดยใช้แรงโน้มถ่วงช่วยในการสำรวจระบบสุริยะชั้นนอก
- พารามิเตอร์ของ Tisserand สามารถใช้เพื่ออนุมานการมีอยู่ของหลุมดำมวลปานกลางที่ใจกลางทางช้างเผือกโดยใช้การเคลื่อนที่ของดาวที่โคจร[ 8 ]
แนวคิดที่เกี่ยวข้อง
พารามิเตอร์นี้ได้มาจากตัวแปรมาตรฐานของเดลาเนย์ (Delaunay standard variables) ตัวหนึ่ง ซึ่งใช้ในการศึกษาแฮมิลโทเนียน ที่ถูกรบกวน ในระบบสามวัตถุหากไม่พิจารณาพจน์การรบกวนลำดับสูงกว่า ค่าต่อไปนี้จะคงที่ :
ด้วยเหตุนี้ การรบกวนอาจนำไปสู่การสั่นพ้องระหว่างความเอียงของวงโคจรและความเยื้องศูนย์กลาง ซึ่งเรียกว่าการสั่นพ้องแบบโคไซวงโคจรที่เกือบเป็นวงกลมและมีความเอียงสูงจึงสามารถกลายเป็นวงโคจรที่มีความเยื้องศูนย์กลางสูงมากได้โดยแลกกับความเอียงที่ลดลง ตัวอย่างเช่น กลไกดังกล่าวสามารถสร้างดาวหางที่โคจรเฉียดดวงอาทิตย์ ได้ เนื่องจากความเยื้องศูนย์กลางสูงโดยมีแกนกึ่งเอกคงที่ส่งผลให้จุด ใกล้ดวงอาทิตย์ ที่สุดมี ขนาดเล็ก
ดูเพิ่มเติม
- ความสัมพันธ์ของทิสเซอรองด์สำหรับการหาอนุพันธ์และข้อสมมติฐานโดยละเอียด
- ↑ทิสเซอรองด์, เอฟ. (1896). Traité de Mécanique Céleste . ฉบับที่ IV. โกติเยร์-วิลลาร์ดส์
- 1 2 Murray, Carl D.; Dermott, Stanley F. (2000). พลวัตของระบบสุริยะ . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ . ISBN 0-521-57597-4.
- ↑ Bonsor, A.; Wyatt, MC (2012-03-11). "การกระเจิงของวัตถุขนาดเล็กในระบบดาวเคราะห์: ข้อจำกัดเกี่ยวกับวงโคจรที่เป็นไปได้ของวัสดุดาวหาง: การกระเจิงในระบบดาวเคราะห์" . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 420 (4): 2990– 3002. arXiv : 1111.1858 . doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.20156.x .
- 1 2 Namouni, F. (2021-11-26). "เส้นทางความเอียงของดาวเคราะห์น้อยที่ตัดผ่านดาวเคราะห์" . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 510 (1): 276– 291. arXiv : 2111.10777 . doi : 10.1093/mnras/stab3405 .
- 1 2 Namouni, F. (2023-11-20). "การฉีดวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยที่ตัดผ่านวงโคจรของดาวเคราะห์" . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 527 (3): 4889– 4898. arXiv : 2311.09946 . doi : 10.1093/mnras/stad3570 .
- ↑ "Dave Jewitt: Tisserand Parameter" . www2.ess.ucla.edu . สืบค้นเมื่อ2018-03-27 .
- ↑ Jewitt, David C. (สิงหาคม 2013). "The Damocloids" . UCLA – Department of Earth and Space Sciences . สืบค้นเมื่อ15 กุมภาพันธ์ 2017 .
- ↑ Merritt, David (2013). พลวัตและวิวัฒนาการของนิวเคลียสกาแล็กซี . พรินซ์ตัน, นิวเจอร์ซีย์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน . ISBN 9781400846122.
ลิงก์ภายนอก
- หน้าของDavid C. Jewitt เกี่ยวกับ พารามิเตอร์ของ Tisserand
- เกณฑ์ทิสเซอรองด์