1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Астрономический вестник
  4. T. 57, № 3, 2023

Астрономический вестник, 2023, T. 57, № 3, стр. 248-261

Устойчивые орбиты в зоне питания планеты Проксима Центавра c

С. И. Ипатов *

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
Москва, Россия

* E-mail: siipatov@hotmail.com

Поступила в редакцию 03.11.2022
После доработки 06.12.2022
Принята к публикации 13.12.2022

Аннотация

Проведены оценки размеров зоны питания планеты Проксима Центавра c при начальных эксцентриситетах орбит планетезималей, равных 0.02 или 0.15. Исследования основаны на результатах моделирования эволюции орбит планетезималей под влиянием звезды и планет Проксима Центавра c и b. Рассматриваемый интервал времени достигал миллиарда лет. Получено, что после аккумуляции планеты Проксима Центавра с некоторые планетезимали могли продолжать двигаться по устойчивым эллиптическим орбитам внутри ее зоны питания, в основном очищенной от планетезималей. Обычно такие планетезимали могут двигаться в некоторых резонансах с планетой (Проксима Центавра с), например, в резонансах 1 : 1 (как троянцы Юпитера), 5 : 4 и 3 : 4, и обычно имеют небольшие эксцентриситеты. Некоторые планетезимали, двигавшиеся долгое время (1–2 млн лет) по хаотическим орбитам, попадали в резонансы 5 : 2 и 3 :1 0 с планетой Проксима Центавра с и двигались в них минимум десятки миллионов лет.

Ключевые слова: Проксима Центавра, планетезимали, резонансные орбиты, зона питания планеты

Список литературы

  1. Брюно А.Д. Ограниченная задача трех тел. Плоские периодические орбиты. М.: Наука, 1990. 295 с.

  2. Демидова Т.В., Шевченко И.И. Долговременная динамика планетезималей в хаотических зонах планет // Письма в Астрон. журн. 2020. Т. 46. № 11. С. 827–836

  3. Демидова Т.В., Шевченко И.И. Эволюция хаотических зон планет в планетезимальных дисках // Письма в Астрон. журн. 2021. Т. 47. № 11. С. 800–811.

  4. Ипатов С.И. О гравитационном взаимодействии двух планетезималей // Астрон. журн. 1981. Т. 58. № 3. С. 620–629.

  5. Ипатов С.И. Изменения эксцентриситетов орбит астероидного типа в окрестности резонанса 2 : 5 // Письма в Астрон. журн. 1989. Т. 15. № 8. С. 750–760.

  6. Ипатов С.И. Изменения элементов орбит астероидного типа при резонансе 2 : 5 // Астрон. вестн. 1992. Т. 26. № 6. С. 26–53. (Ipatov S.I. Numerical model of the evolution of asteroid orbits at the 2 : 5 resonance // Sol. Syst. Res. 1992. V. 26. № 6. P. 520–541.)

  7. Ипатов С.И. Миграция тел в процессе аккумуляции планет // Астрон. вестн. 1993. Т. 27. № 1. С. 83–101. (Ipatov S.I. Migration of bodies in the accretion of planets // Sol. Syst. Res. 1993. V. 27. № 1. P. 65–79.)

  8. Ипатов С.И. Гравитационное взаимодействие двух планетезималей, движущихся по близким орбитам // Астрон. вестн. 1994. Т. 28. № 6. С. 10–33. (Ipatov S.I. Gravitational interaction of two planetesimals moving in close orbits // Sol. Syst. Res. 1994. V. 28. № 6. P. 494–512. https://www.academia.edu/44448100/Gravitational _interaction_of_two_planetesimals_moving_in_close_orbits.)

  9. Ипатов С.И. Миграция небесных тел в Солнечной системе. М.: Изд-во УРСС, 2000. 320 с. Изд. стереотип. М.: URSS (Ленанд), 2021. 320 с. https://doi.org/10.17513/np.451.

  10. Маркеев А.П. Точки либрации в небесной механике и космодинамике. М.: Наука, 1978. 312 с.

  11. Artymowicz P. Self regulating protoplanet growth // Icarus. 1987. V. 70. P. 303–318.

  12. Birn J. On the stability of the planetary system // Astron. and Astrophys. 1973. V. 24. P. 283–293.

  13. Demidova T.V., Shevchenko I.I. Three-lane and multilane signatures of planets in planetesimal disks // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 463. P. L22–L25.

  14. Dermott S.F. The dynamics of tadpole and horseshoe orbits. I. Theory // Icarus. 1981a. V. 48. № 1. P. 1–11.

  15. Dermott S.F. The dynamics of tadpole and horseshoe orbits. II. The coorbital satellites of Saturn // Icarus. 1981b. V. 48. P. 12–22.

  16. Duncan M.J., Quinn T., Tremaine S. The long-term evolution of orbits in the Solar System: a mapping approach // Icarus. 1989. V. 82. P. 402–418.

  17. Dvorak R., Kubala M. Are the long-living Hilda-like asteroids between Jupiter and Saturn? // Astron. Nachr. 2022. V. 343. id. e220009 (13 p.). https://doi.org/10.1002/asna.20220009

  18. Farinella P., Froeschlé Ch., Froeschlé C., Gonczi R., Hahn G., Morbidelli A., Valsecchi G.B. Asteroids falling onto the Sun // Nature. 1994. V. 371. P. 314–317.

  19. Frantseva K., Nesvorný D., Mueller M., van der Tak F.F.S., ten Kate I.L., Pokorný P. Exogenous delivery of water to Mercury // Icarus. 2022. V. 383. id. 114980 (11 p.).

  20. Gladman B. Dynamics of systems of two close planets // Icarus. 1993. V. 106. № 1. P. 247–263.

  21. Gladman B., Duncan M. On the fates of minor bodies in the outer Solar System // Astron. J. 1990. V. 100. № 5. P. 1680–1693.

  22. Goldreich P., Tremaine S. The dynamics of planetary rings // Annu. Rev. Astron. and Astrophys. 1982. V. 20. P. 249–284.

  23. Goldberg M., Batygin K., Morbidelli A. A criterion for the stability of planets in chains of resonances // Icarus. 2022. V. 388. id. 115206 (6 p.).

  24. Gratia P., Lissauer J.J. Eccentricities and the stability of closely-spaced five-planet systems // Icarus. 2020. V. 358. id. 114038 (9 p.).

  25. Greenzweig Y., Lissauer J.J. Accretion rates of protoplanets. II. Gaussian distribution of planetesimal velocities // Icarus. 1992. V. 100. P. 440–463.

  26. Hasegawa M., Nakazawa K. Distant encounter between Keplerian particles // Astron. and Astrophys. 1990. V. 227. P. 619–627.

  27. Holt T.R., Nesvorný D., Horner J., King R., Marschall R., Kamrowski M., Carter B., Brookshaw L., Tylor C. Stability of Jovian Trojans and their collisional families // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2020. V. 495. P. 4085–4097. https://doi.org/10.1093/mnras/staa1348

  28. Ida S., Nakazawa K. Collisional probability of planetesimals revolving in the solar gravitational field. III // Astron. and Astrophys. 1989. V. 224. P. 303–315.

  29. Ipatov S.I. Evolution of asteroidal orbits at the 5 : 2 resonance // Icarus. 1992. V. 95. P. 100–114.

  30. Ipatov S.I. Delivery of water and volatiles to planets in the habitable zone in the Proxima Centauri system // Abstracts of the AASTCS Habitable Worlds 2021 Workshop (22–26 February 2021, a virtual conference). Open Engagement Abstracts, Bulletin of the American Astronomical Society, 2021. V. 53. № 3. id 2021n3i1126 (5 p.) https://baas.aas.org/pub/2021n3i1126/release/2.

  31. Ipatov S.I. Scattering of planetesimals from the feeding zone of Proxima Centauri c // Thirteenth Moscow Solar System Symposium (13M-S3) (October 10–14, 2022, Moscow, the Space Research Institute). P. 372–374. https://doi.org/10.21046/13MS3-2022. 2022. 13MS3-EP-08.

  32. Jewitt D.C., Trujillo C.A., Luu J.X. Population and size distribution of small Jovian Trojan asteroids // Astron. J. 2000. V. 120. № 2. P. 1140–1147. https://doi.org/10.1086/301453

  33. Kaplan M., Cengiz S. Horseshoe co-orbitals of Earth: current population and new candidates // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2020. V. 496. P. 4420–4432. https://doi.org/10.1093/mnras/staa1873

  34. Kazantsev A., Kazantseva L. On the possibility of transfer of asteroids from the 2 : 1 mean motion resonance with Jupiter to the Centaur zone // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2021. V. 505. P. 408–414.

  35. Kohne T., Batygin K. On the dynamical origins of retrograde Jupiter Trojans and their connection to high-inclination TNOs // Celest. Mech. and Dyn. Astron. 2020. V. 132. id. 44 (11 p.).

  36. Levison H.F., Duncan M.J. The long-term dynamical behavior of short-period comets // Icarus. 1994. V. 108. P. 18–36.

  37. Levison H.F., Shoemaker E.M., Shoemaker C.S. Dynamical evolution of Jupiter’s Trojan asteroids // Nature. 1997. V. 385. P. 42–44.

  38. Lissauer J.J., Kary M. The origin of the systematic component of planetary rotation. I. Planet on a circular orbit // Icarus. 1991. V. 94. P. 126–159.

  39. Mikkola S., Innanen K.A. Studies on Solar System dynamics. II. The stability of Earth’s Trojans // Astron. J. 1990. V. 100. № 1. P. 290–293.

  40. Mikkola S., Innanen K.A. A numerical exploration of the evolution of Trojan-type asteroidal orbits // Astron. J. 1992. V. 104. № 4. P. 1641–1649.

  41. Morrison S., Malhotra R. Planetary chaotic zone clearing: Destinations and timescales // Astrophys. J. 2015. V. 799. id. 41 (8 p.)

  42. Nishida S. Collisional processes of planetesimals with a protoplanet under the gravity of the proto-Sun // Prog. Theor. Phys. 1983. V. 70. № 1. P. 93–105.

  43. Petit J.M., Henon M. Satellite encounters // Icarus. 1986. V. 66. № 3. P. 536–555.

  44. Qi Y., Qiao D. Stability analysis of Earth co-orbital objects // Astron. J. 2022. V. 163. id. 211 (14 p.).

  45. Rabe E. Determination and survey of periodic Trojan orbits in the restricted problem of the three bodies // Astron. J. 1961. V. 66. № 9. P. 500–513.

  46. Rabe E. Periodic librations about the triangular solutions of the restricted Earth-Moon problem and their orbital stabilities // Astron. J. 1962. V. 67. № 10. P. 732–739.

  47. Shevchenko I.I. Lyapunov and clearing timescales in planetary chaotic zones // Astron. J. 2020a. V. 160. № 5. id. 212 (12 p.).

  48. Shevchenko I.I. Dynamical chaos in planetary systems // Astrophys. and Space Sci. Library. Springer, 2020b. 376 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-52144-8.

  49. Shevchenko I.I. Extended planetary chaotic zones // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2022. V. 515. P. 3996–4004. https://doi.org/10.1093/mnras/staa1348. arXiv:2207.12747.

  50. Schwarz R., Bazso A., Georgakarakos N., Loibnegger B., Maindl T.I., Bancelin D., Pilat-Lohinger E., Kislyakova K.G., Dvorak R., Dobbs-Dixon I. Exocomets in the Proxima Centauri system and their importance for water transport // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2018. V. 480. P. 3595–3608. https://doi.org/10.1093/mnras/sty2064

  51. Scholl H., Froeschle C.F. Asteroidal motion at the 5/2, 7/3 and 2/1 resonances // Astron. and Astrophys. 1975. V. 42. P. 457–463.

  52. Scholl H., Froeschle C.F. Orbital evolution of known asteroids in the υ5 secular resonance region // Astron. and Astrophys. 1990. V. 227. P. 255–263.

  53. Scholl H., Froeschle C.F. The υ6 secular resonance region near 2 AU: A possible source of meteorites // Astron. and Astrophys. 1991. V. 245. P. 316–321.

  54. Sidlichovsky M., Melendo B. Mapping for 5/2 asteroidal commensurability // Bull. Astron. Inst. Czech. 1986. V. 37. № 2. P. 65–80.

  55. Szebehely V. Theory of orbits. The restricted problem of three bodies. N.Y. and London: Acad. Press, 1967. 684 p.

  56. Tanikawa K., Kikuchi N., Sato I. On the origin of the planetary spin by accretion of planetesimals. II. Collisional orbits at the Hill surface // Icarus. 1991. V. 94. P. 112–125.

  57. Weissman P.R., Wetherill G.W. Periodic Trojan-type orbits in the Earth-Sun system // Astron. J. 1974. V. 79. № 3. P. 404–412.

  58. Wisdom J. The origin of the Kirkwood gaps: a mapping for asteroidal motion near the 3/1 commensurability // Astron. J. 1982. V. 87. P. 577–593.

  59. Wisdom J. Chaotic behavior and the origin of the 3/1 Kirkwood gap // Icarus. 1983. V. 56. P. 51–74.

  60. Yoshikawa M. Motions of asteroids at the Kirkwood gaps. II. On the 5 : 2, 7 : 3, and 2 : 1 resonances with Jupiter // Icarus. 1991. V. 92. P. 94–117.

  61. Zhang-yin Z., Lin L. The stable regions of the triangular libration points of the planets // Icarus. 1992. V. 100. P. 136–142.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Астрономический вестник

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал