science
Oui, deux planètes peuvent partager la même orbite
Malgré les risques pour la planète Terre d’un impact de comète ou d’astéroïde, notre système solaire est en fait un endroit incroyablement stable. On s’attend à ce que nos huit planètes restent sur leurs orbites, régulièrement, tant que le Soleil reste une étoile normale de la séquence principale. En fait, les simulations indiquent qu’il y a environ 1% de chances que l’une de nos huit planètes soit éjectée dans les 5 à 7 milliards d’années restantes de la vie de notre soleil. Mais ce n’est pas nécessairement le cas pour tous les systèmes stellaires, car l’instabilité peut souvent conduire à des exoplanètes.
Si deux planètes passent à proximité l’une de l’autre en orbite, l’une peut perturber l’autre, provoquant un changement orbital massif. Ces deux planètes pourraient entrer en collision, l’une pourrait être expulsée, ou l’une d’entre elles pourrait même entrer en collision.com/urled vers leur étoile centrale. Mais il existe une autre possibilité : ces deux planètes pourraient partager avec succès une orbite ensemble et rester indéfiniment en orbite autour de leur étoile mère. Cela peut sembler contre-intuitif, mais notre système solaire offre un indice sur la façon dont cela pourrait se produire.
Selon l’Union astronomique internationale (UAI), il y a trois choses qu’un corps en orbite doit faire pour être une planète :
- Il doit être en équilibre hydrostatique ou avoir une gravité suffisante pour lui donner une forme sphérique. (En d’autres termes, une sphère parfaite, plus tout effet de rotation ou autre qui la déforme.)
- Il doit tourner autour du Soleil et non de tout autre corps (par exemple, il ne peut pas orbiter autour d’une autre planète).
- Il doit nettoyer son orbite de toutes les planètes mineures, protoplanètes ou planètes rivales.
Cette dernière définition exclut à proprement parler deux planètes partageant la même orbite, car une orbite ne serait pas considérée comme « claire » s’il y en avait deux.
Heureusement, nous ne sommes pas liés par la définition douteuse de l’Union astronomique internationale lorsque nous considérons des planètes sur une orbite commune. Nous pourrions plutôt choisir de nous demander si deux planètes semblables à la Terre pourraient exister et partager la même orbite autour de leur étoile. La plus grande préoccupation, bien sûr, est la gravité.
La gravité est capable de détruire une double orbite de l’une des deux manières que nous avons imaginées précédemment :
- L’interaction gravitationnelle pourrait « donner un coup de pied » avec force à une planète, soit en l’envoyant vers le soleil, soit hors du système solaire,
- Ou la gravité mutuelle de deux planètes pourrait les faire fusionner, entraînant une collision spectaculaire.
Dans nos simulations de modélisation des formations des systèmes solaires à partir de disques protoplanétaires, ces deux effets se retrouvent très fréquemment.
Ce dernier cas est, en fait, quelque chose qui est probablement arrivé à la Terre alors que le système solaire avait quelques dizaines de millions d’années ! Il y a certainement eu une collision, il y a environ 4,5 milliards d’années, qui a conduit à la formation du système Terre-Lune moderne. De plus, il est fort probable qu’elle ait déclenché un événement majeur sur notre planète ; Même les roches les plus anciennes que nous ayons trouvées sur Terre ne sont pas aussi anciennes que les météorites les plus anciennes – provenant probablement de la ceinture d’astéroïdes primordiale – que nous avons découvertes.
Deux planètes ne font pas un excellent travail pour occuper exactement la même orbite, car il n’y a pas de véritable stabilité dans ces cas. Le mieux que vous puissiez faire est d’espérer une orbite semi-stable. Dans ce contexte, quasi-stable signifie que techniquement, sur des échelles de temps infiniment longues, tout est instable, et ces planètes joueront à Thunderdome : où au plus une survivra.
Cependant, vous pouvez obtenir des formations qui se soutiendront des milliards d’années avant que l’un de ces deux « mauvais » événements ne se produise. Pour comprendre comment, il faut regarder le schéma ci-dessus, et en particulier les cinq points marqués (en vert) : Points de Lagrange.
Si vous ne considérez que deux masses – le soleil et une planète – il y a cinq points définis auxquels les effets gravitationnels du soleil et de la planète s’annulent, et les trois corps se déplacent sur une orbite stable pour toujours. Malheureusement, seuls deux de ces points de Lagrange, L4 et L5, sont stables ; Tout ce qui commence aux trois autres (L1, L2 ou L3) s’éloignera de manière précaire, se terminant soit en collision avec la planète mère, soit en étant expulsé.
Mais L4 et L5 sont les deux points autour desquels les astéroïdes se regroupent. Tous les mondes géants gazeux en contiennent des milliers, mais même la Terre en a un : l’astéroïde 3753 Cruithnequi est actuellement en orbite semi-stable avec notre monde !
Bien que cet astéroïde en particulier soit instable à l’échelle d’un milliard d’années, il est certainement possible que deux planètes partagent une orbite exactement comme celle-ci. Il est également possible d’avoir une planète binaire, qui ressemblerait beaucoup au système Terre/Lune (ou au système Pluton/Charon), sauf qu’il n’y a pas de « gagnant » clair pour qui est la planète et qui est la Lune. Si vous avez un système dans lequel deux planètes sont similaires en masse/taille, et séparées par seulement une courte distance, vous pourriez avoir ce qu’on appelle un système planétaire binaire ou un système planétaire double. Des études récentes l’indiquent C’est légalement possible.
Mais il y a une autre façon de le faire, et c’est quelque chose que vous ne pensiez probablement pas stable : vous pouvez avoir deux planètes de masse similaire sur des orbites séparées, l’une vers l’autre, échangeant périodiquement des orbites lorsque le monde intérieur dépasse le monde extérieur. Vous pourriez penser que c’est fou, mais notre système solaire a un exemple où cela se produit : Deux des lunes de Saturne, Épiméthée et Janus.
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Tous les quatre ans, la lune intérieure (la plus proche de Saturne) dépasse la lune extérieure, et leur attraction gravitationnelle mutuelle fait que la lune intérieure se déplace vers l’extérieur, tandis que la lune extérieure se déplace vers l’intérieur, et elles s’échangent.
Au cours des trois dernières décennies, nous avons remarqué que ces deux lunes dansaient un peu, avec des configurations qui se répétaient sans changement notable sur huit ans. Pour autant que nous puissions en juger, cette configuration est non seulement stable à l’échelle du temps humain, mais devrait l’être tout au long de la durée de vie de notre système solaire.
Les résonances apparaissent de plusieurs manières différentes dans la dynamique planétaire, y compris la façon dont Neptune influence la distribution des objets de la ceinture de Kuiper, la façon dont les lunes de Jupiter Io, Europe et Ganymède subissent un schéma orbital simple 1:2:4, et comment la vitesse de rotation et le mouvement orbital de Mercure sont soumis à une résonance 3:2.
Sans surprise, les orbites planétaires subissent également une résonance de commutation d’orbite, Janus et Epimetheus en fournissant un excellent exemple. Vous pourriez objecter que ce sont des lunes en orbite autour d’une planète, et non des planètes autour d’une étoile, mais la gravité est la gravité, la masse est la masse et les orbites sont des orbites. La taille exacte est la seule différence, tandis que la dynamique peut être très similaire.
Étant donné que nous connaissons maintenant des systèmes d’exoplanètes qui existent en grande abondance autour des étoiles naines rouges de classe M, et qu’ils ressemblent à un système jovien ou à Saturne, en d’autres termes, il est tout à fait possible que nous ayons un système planétaire quelque part dans notre galaxie avec deux planètes (au lieu de lunes) qui fasse exactement cela !
La malheureuse nouvelle, du moins pour le moment, est que parmi les milliers de planètes découvertes autour d’autres étoiles, nous n’avons pas encore de planète candidate binaire. Il y avait un candidat annoncé dans les premiers jours de la mission Kepler, Mais il a été rétracté, où il a été découvert que l’une des planètes candidates co-orbitantes a en fait deux fois la période de la planète principale. Mais l’absence de preuve n’est pas une preuve d’absence. Ces planètes à orbite unique sont peut-être rares, mais avec des données plus nombreuses et de meilleure qualité, nous nous attendons à les trouver.
Donnez-nous un meilleur télescope d’observation des planètes, un million d’étoiles avec des planètes autour d’elles et environ 10 ans de temps d’observation. Avec des installations comme celle-ci, nous trouverons probablement des exemples des trois exemples possibles d’orbites de partage de planètes. Les lois de la gravité et nos simulations nous disent qu’elle doit exister. Une version moderne de cela a peut-être été trouvée autour de l’étoile PDS 70, mais les exemples matures restent insaisissables. La seule étape restante est de les trouver.
Ethan Siegel est en vacances cette semaine. Veuillez profiter de cet article des archives de Starts With A Bang!
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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
science
La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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