Pourquoi les orbites rétrogrades sont-elles plus stables que les orbites progrades?

11

En ce qui concerne la dynamique du système solaire, c'est-à-dire les planètes dans les systèmes stellaires et les lunes dans les systèmes planétaires, cela est souvent mentionné dans la littérature, mais il est difficile de trouver une bonne analyse / explication de ce phénomène.

orbit Fiasco Burnett
la source
Une clarification serait utile. Si vous voulez dire la direction de rotation par rapport à la direction orbitale pour les planètes, je comprends que c'est un problème permanent dans les modèles actuels de formation du système solaire, car la mécanique des fluides nous donne des prédictions qui ne correspondent pas à l'observation. Les modèles standard proposent que l'accrétion planétaire commence comme des tourbillons dans le disque planétaire fluide, et les planètes y obtiennent leur rotation prograde. Mais si vous appliquez la mécanique des fluides, vous constatez que les tourbillons rétrogrades sont nettement plus stables que les tourbillons progrades.
zibadawa timmy

Réponses:

5

Dans tout système de corps en orbite, le temps que deux corps passent à proximité détermine la perturbation gravitationnelle mutuelle de chaque corps sur l'autre.

Si les deux corps sont en orbite dans la même direction, le corps intérieur (plus proche de la masse centrale [étoile primaire, par exemple]) dépassera l'extérieur, car il orbite à une vitesse angulaire plus rapide. Parce que les deux corps sont en orbite dans la même direction, ils auront beaucoup de temps à proximité l'un de l'autre, et plus de temps pour se déranger mutuellement. Ceci est particulièrement prononcé lorsque les deux orbites sont adjacentes et proches.

D'un autre côté, si deux corps sont en orbite dans des directions opposées, ils passent très peu de temps à proximité, de sorte que la perturbation gravitationnelle est minimisée. Les dépassements se font très rapidement.

Par analogie, comparez le temps que deux véhicules passent près l'un de l'autre sur une autoroute lorsque l'un passe devant l'autre et va dans la même direction. Un passager dans l'un pourrait avoir le temps d'étudier l'autre véhicule en détail. Ensuite, comparez deux véhicules se déplaçant dans des directions opposées; tout passager ne pouvait avoir qu'un bref aperçu de l'autre véhicule de près. La quantité de temps pour un passager pour étudier l'autre véhicule est analogue à la quantité de perturbation gravitationnelle qu'un corps en orbite aura sur un autre.

Un problème similaire se produit lorsque les périodes orbitales de deux corps sont de simples rapports l'un de l'autre (résonance orbitale). Le tirage répété des deux corps l'un sur l'autre au même endroit sur leurs orbites crée une distorsion additive à cet endroit sur leurs orbites. Ce problème se produirait dans les deux situations - en orbite dans la même direction et dans des directions opposées.

Bien que le raisonnement soit simple, la quantité exacte de perturbation est assez complexe. Un problème "simple" à 3 corps nécessite l'utilisation de mathématiques avancées (mécanique céleste).

RC Martin
la source
Wow quelle excellente explication. Merci pour ça.
Fattie
Alors que les objets rétrogrades passent moins de temps à se croiser, ils se croisent plus fréquemment. Je pense que dans l'ensemble, l'effet devrait être assez similaire.
userLTK