Cuando se habla de resonancia orbital, las resonancias más comunes en nuestro Sistema Solar son 1:2 (piense en las lunas de Júpiter) y 2:3 (piense en Plutón y Neptuno). Sin embargo, la falta de números más grandes dentro de estas resonancias me confunde. Acumulé algunos datos sobre resonancias y descubrí que la diferencia entre los números da resonancias más estabilizadas. Por ejemplo, una resonancia de 1:29 no sería estable debido a la separación masiva de los objetos entre sí y la intromisión gravitacional de otros cuerpos. Sin embargo, eso también plantea una pregunta diferente, y la que estaré haciendo. Una resonancia de 28:29 parece algo estable; después de que todos los objetos estén muy juntos y tendrán una gran influencia gravitacional entre sí. El espacio es grande, por lo que es poco probable que los objetos colisionen, entonces, ¿por qué no vemos ningún 7?
En la historia de nuestro Sistema Solar, las órbitas de los cuerpos del Sistema Solar han evolucionado gradualmente, pasando por muchas relaciones de resonancia orbital de "números más altos". Solo los efectos estabilizadores de las relaciones de resonancia de "número más bajo" más estables han sido suficientes para superar las fuerzas que causan la migración orbital.
Cuando observamos las resonancias orbitales en el Sistema Solar actual, obtenemos una instantánea en el tiempo que nos muestra las resonancias que han sido lo suficientemente poderosas como para superar otras fuerzas que causan la migración orbital.
Una explicación matemática rigurosa de por qué las resonancias de números más bajos tienen un efecto mayor que las resonancias de números más altos puede ser específica del tipo de resonancia y la mayoría tiene suficientes matemáticas para ahogar a un gato. Intuitivamente, si empuja a un niño en un columpio 28 veces por cada 29 veces que se columpia, no tendrá mucho efecto. Las resonancias orbitales son similares.
La sabiduría común sostiene que los cuerpos en órbita eventualmente lograrán una resonancia orbital/espín de 1:1 con un cuerpo principal, como la Luna de la Tierra. Aunque la Luna giraba más rápido en el pasado, el par de marea hizo que su giro se ralentizara hasta que la velocidad de giro fuera igual al período orbital. A medida que la Luna giraba hacia abajo, pasó por muchas otras proporciones de períodos orbitales.
El caso de la resonancia orbital/espín de Mercurio alrededor del Sol es mucho más complicado. Los científicos y astrónomos aún están investigando cómo y por qué Mercurio quedó atrapado en una resonancia de giro/órbita de 3:2 mientras giraba hacia abajo, en lugar de pasar por la resonancia. De este excelente artículo de noticias :
La disipación de las mareas en el planeta y la consiguiente desaceleración de su giro inevitablemente llevan al planeta a través de una secuencia de resonancias de giro-órbita. La pregunta entonces es en cuál de estas resonancias el planeta debería eventualmente quedar atrapado...
El equipo internacional revisó el problema de la evolución de las mareas del giro de Mercurio y descubrió que la resonancia 3:2 es, de hecho, el estado final más probable. El par de marea dependiente de la frecuencia actúa como una trampa eficiente para el planeta que intenta atravesar una resonancia. La eficacia de la trampa depende en gran medida del valor de la excentricidad orbital, así como de la temperatura y la viscosidad del manto de Mercurio.
Nota :
Las fuerzas que causan la migración de las órbitas planetarias incluyen (pero no se limitan a):
Pérdida de momento angular planetario debido al arrastre gaseoso en el disco de acreción circunestelar protoplanetario primitivo.
Fuerzas de marea que resultan en intercambios de momento angular.
Colisiones.
Diversas interacciones gravitatorias de n-cuerpos.
El efecto Yarkovsky.
Resonancias con otros cuerpos.
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