Eşyörüngesel hareket

Eş-yörüngesel hareket,iki veya daha fazla sayıdaastronomik cismin(asteroitler,uydularveyagezegenlergibi) birincil cisim yörüngesiyle aynı veya benzer mesafede bulunan biryörüngedeseyretmesi durumudur. Başka bir deyişle bu cisimler,1:1 ortalama hareket rezonansındaveyaters yönlüise 1:-1 rezonansındadır.

Eş yörüngeli cisimler,librasyonnoktalarına bağlı olarak çeşitli sınıflara ayrılır. Bunlardan en yaygın olanı ve en bilineni ise L₄ve L₅olarak adlandırılan ve büyük cismin 60 derece önünde veya arkasında yer alan iki kararlıLagrange noktasındanbirinin etrafındasalınımdurumunda bulunantruva cisimleridir.Diğer bir sınıflandırma ise, cisimlerin daha büyük olan gök cisminin 180 derece çevresinde salınım yaptığıat nalı yörüngelerdir.Birincil cisme göre 0 derece civarında librasyon yapan cisimler iseyarı uyduolarak adlandırılır.

İki eş yörüngeli cismin benzer kütlelere sahip olması ve dolayısıyla birbirleri üzerinde ihmal edilemez bir etki göstermeleri durumundadeğişim yörüngesioluşur. Bu cisimler birbirlerine yaklaştıklarında birbirlerininyarı büyük eksenleriniveyadış merkezliklerinidevralırlar.

Parametreler

Eş yörüngesel cisimlerin ilişkisini tanımlamak için kullanılanyörünge parametreleri,enberi boylamıfarkı veortalama boylamfarkıdır. Enberi boylamı, ortalama boylam ileortalama anomalinintoplamıdır$({\lambda }=\varpi +M)$.Ortalama boylam iseçıkış düğümü boylamıile enberi boylamının toplamıdır$(\varpi =\Omega +\omega )$.

Truva cisimleri

Truva noktaları, birincil nesnenin (sarı) etrafındaki ikincil nesnenin (mavi) yörünge yolu üzerinde kırmızı ile vurgulanan L₄ve L₅olarak etiketlenmiş noktalardır.

Ana madde:Truvalı (gök cismi)

Truva cisimleri,daha büyük olan merkezi bir cismin 60 derece önünde (L₄) ve ardında (L₅) yer alan biryörüngedebulunurlar. Büyük sayıdakiasteroitlerinen bilinen örnekleriJüpitergezegenininGüneşetrafındaki yörüngesinin önünde ve arkasında bulunanJüpiter truvalılarıdır.Truva cisimleri her ikiLagrange noktasınıntam olarak bir tanesi içinde bir yörüngede seyretmez ancak oldukça yakınlarında kalırlar ve yavaş bir biçimde hareket ederler. Teknik olarak,$({\Delta }{\lambda },{\Delta }\varpi )$= (±60°, ±60°) formülü kapsamında salınırlar. Salındıkları nokta, cisimlerin kütleleri veyadışmerkezliklerindenbağımsız olarak genelde aynıdır.

Truvalı küçük gezegenler

Güneş etrafında yörüngede bulunan birkaç bin adet bilinen truvalıküçük gezegenvardır. Bunların büyük çoğunluğu Jüpiter'in Lagrange noktalarında yer almaktadır. Mart 2024 itibarıyla, 2Dünya(2010 TK7ve(614689) 2020 XL₅), 16Mars,13282Jüpiter,1Uranüsve 31Neptünolmak üzere toplam 13332 onaylanmış truvalı asteroit bulunmaktadır.Satürngezegeni yörüngesinde ise halihazırda herhangi bir truva cismi tespit edilmemiştir.

Truva uyduları

Satürn sistemi truva uydularının iki türünü bünyesinde barındırmaktadır.TethysveDioneuydularının her ikisinin de truva uyduları bulunmaktadır. Tethys'in L₄ve L₅bölgesinde sırasıylaTelestoveCalypso,Dione'nin ise sırasıylaHelenevePolydeucestruva uyduları bulunmaktadır.

Polydeuces genişlibrasyonuile oldukça dikkat çekicidir. Lagrange noktasından ±30° mesafede ve ±2% ortalama yörünge yarıçapında, ana cismi Dione'nin Satürn çevresindeki 288 gün sürenyörünge periyodunile eş olacak şekilde iribaş yörüngesini 790 günde kat ederek seyretmektedir.

Truva gezegenler

Bir çift eş yörüngeselötegezegeninKepler-223yıldızının çevresinde yörüngede bulunuyor olabileceği ortaya atılmış ancak daha sonrasında bu durumun doğru olmadığı anlaşılmıştır.

Kepler-91b'ye ait bir truva gezegeni olma olasılığı araştırılmış ancak sonuçta, geçiş sinyalinin doğru olmadığı görülmüştür.

Nisan 2023'te, bir grupamatör gökbilimcitarafından,GJ 3470adlı yıldıza yakın (bu yıldızın onaylanmışGJ 3470 badlı bir gezegene sahip olduğu bilinmektedir) konumdaat nalı değişim yörüngesindebulunan iki yeniötegezegenadayının birer truva gezegeni olabilecek biçimde ortak bir yörüngede döndüğünü bildirilmiştir. Ancak söz konusu çalışma arXiv'de yalnızca ön baskı halinde yer almakta olup ve henüz hakem değerlendirmesinden geçirilip saygın bir bilimsel dergide yayınlanmamıştır.

Temmuz 2023'te, proto-gezegenPDS 70 bile eş yörüngede bulunan bir enkaz bulutunun var olma olasılığının bulunduğu duyurulmıştur. Bu enkaz bulutu, Truva olabilecekgezegen kütleli bir cisminveya gezegen oluşma sürecindeki bir cismin kanıtı olabileceği iddia edilmiştir.

Yaşanabilir bölgetezi kapsamındaki olasılıklardan biri deyıldızınayakın konumdaki birdev bir gezegeninTruva gezegeniolması ihtimalidir.

Hiçbir Truva gezegeninin kesin olarak tespit edilememesinin nedeni, ana cismi ile girdiği ilişki neticesindeki yörüngesel gelgitlerin cisimlerin yörüngelerini istikrarsızlaştırması olabilir.

Dünya-Ay sisteminin oluşumu

Dev çarpışma hipotezinegöre,Ay,eş-yörüngeli iki nesne arasında meydana gelen bir çarpışma sonucunda oluşmuştur: Dünya kütlesinin yaklaşık %10'u büyüklüğüne sahip olduğu düşünülenTheia(yaklaşıkMarsbüyüklüğünde) ve proto-Dünya gezegeninin çarpışması neticesinde Ay oluşmuştur. Bu cisimlerin yörüngelerinin diğer gezegenler tarafından bozulması sayesinde bir truva cismi olabileceği düşünülen Theia yörüngeden çıkarak proto-Dünya ile çarpışmıştır.

At nalı yörüngeler

JanusveEpimetheus'unat nalıdeğişim yörüngelerinin dönen referans çerçevesi tasviri

Epimetheus'un yörüngesinin animasyonu - Dönen referans çerçevesiSatürn·Janus·Epimetheus

Ana madde:At nalı yörünge

At nalı yörüngede salınım halinde bulunan nesneler, birincil cisimlerinin 180 derece etrafında seyretmektedir. Bu nesnelerin yörüngeleri iki Lagrange noktasından da eş biçimde geçmektedir.

Eş yörüngeli uydular

Satürn uydularıJanusveEpimetheusbirbirlerinin yörüngelerini paylaşırlar,yarı büyük eksenleriarasındaki fark her ikisinin de ortalama çapından daha azdır. Bu da yarı büyük ekseni daha küçük olanuydununyavaşça diğerini yakalayacağı anlamına gelir. Bunu yaparken, uydular birbirlerinikütleçekimselolarak çekerek, yakalayan uydunun yarı büyük eksenini artırır ve diğerininkini azaltır. Bu,kütleleriyleorantılı olarak göreli konumlarını tersine çevirir ve bu süreç uyduların rollerinin tersine dönmesiyle yeniden başlar. Başka bir deyişle, etkin bir şekilde yörüngelerini değiştirirler ve sonuçta her ikisi de kütle ağırlıklı ortalama yörüngeleri etrafında salınırlar.

Dünya ile eş yörüngeli asteroitler

Dünya ile eş yörüngeli olan çok az sayıda asteroit tespit edilmiştir. Bunlardan ilki olan3753 Cruithne,Güneş çevresinde Dünya'nın bir yılda aldığı mesafeye göre oldukça kısa bir farkla hareket etmektedir. Bunun sonucunda söz konusu nesne Dünya'nın kısa bir mesafede önünden seyretmektedir. Bu yörünge yavaşça Dünya'nın yörünge konumunun ilerisine doğru hareket eder. Cruithne'nin yörüngesi Dünya'nın konumuna öncülük etmek yerine onu takip ettiği bir konuma geldiğinde, Dünya'nın yerçekimsel etkisi yörünge periyodunu artırır ve dolayısıyla yörünge gecikmeye başlayarak orijinal konumuna geri döner. Dünya'yı takip etmekten Dünya'yı takip etmeye tam döngü 770 yıl sürer ve Dünya'ya göre at nalı şeklinde bir harekete yol açar.

Bu asteroidin keşfinden itibaren daha çok oranda yörüngesel rezonanslıDünya'ya yakın nesneler(NEO'lar) keşfedilmiştir. Bunlar arasında Cruithne'ninkine benzer rezonans yörüngelerinde bulunan54509 YORP,(85770) 1998 UP1,2002 AA29,2010 SO16,2009 BDve2015 SO2bulunmaktadır.2010 TK7ve2020 XL5ise onaylanmış ikiDünya truva cismidir.

Hungaria asteroitlerinin, 58 bin yıla kadar Dünya'nın eş-yörüngesel cismi olması muhtemel kaynaklarından biri olduğu bulunmuştur.

Yarı veya sanki uydu

Ana madde:Sanki uydu

Yarı uydular, birincil cisimlerinin 0 derece çevresinde salınmakta olan eş yörüngeli nesnelerdir. Düşük dışmerkezlikli yarı uyduların yörüngeleri oldukça dengesizdir ancak ortalama ya da yüksek dışmerkezlikli olanları için bu kapsamdaki yörüngeler daha tutarlıdır.Her ne kadar kütleçekimsel olarak bağlı olamayacağı kadar büyük mesafelerde olsalar da, eş dönüşlü bakış açısından bakıldığında, yarı uydular sankiters yön yörüngeliuydulargibi birincil nesnenin yörüngesindeymiş gibi görünürler.Dünya'nın yarı uydularına verilebilecek iki örnek nesne2014 OL339ve469219 Kamoʻoalewa'dır.

Yörünge değişimi

Satürn'ün uyduları Epimetheus ve Janus'da olduğu gibi yarı büyük eksenlerinin değişimine ek olarak, bir diğer olasılık da aynı ekseni paylaşmak ancak bunu değiştirmek yerine dışmerkezlikleri değiştirmektir.

Ayrıca bakınız

• Çift gezegen
• Kordylewski bulutu
• Çin Uzay İstasyonu Teleskobu

Kaynakça

• Eric B. Ford and Matthew J. Holman (2007)."Using Transit Timing Observations to Search for Trojans of Transiting Extrasolar Planets".The Astrophysical Journal Letters.664(1): L51-L54.arXiv:0705.0356 $2.doi:10.1086/520579.

Dış bağlantılar

• QuickTime animation of co-orbital motionfrom Murray and Dermott
• Cassini Observes the Orbital Dance of Epimetheus and JanusThe Planetary Society
• A Search for Trojan PlanetsWeb page of group of astronomers searching for extrasolar trojan planets at Appalachian State University