Разрыв Кирквуда — это разрыв или провал в распределении больших полуосей (или, что то же самое, орбитальных периодов ) орбит астероидов главного пояса . Они соответствуют местам орбитальных резонансов с Юпитером .
Например, существует очень мало астероидов с большой полуосью около 2,50 а.е. и периодом 3,95 года, которые могли бы совершать три оборота на каждую орбиту Юпитера (отсюда и название орбитального резонанса 3:1). Другие орбитальные резонансы соответствуют орбитальным периодам, длина которых составляет простые доли длины Юпитера. Более слабые резонансы приводят только к истощению астероидов, в то время как пики на гистограмме часто обусловлены наличием известного семейства астероидов (см. Список семейств астероидов ) .
Пробелы впервые заметил в 1866 году Дэниел Кирквуд , который также правильно объяснил их происхождение орбитальными резонансами с Юпитером, будучи профессором Джефферсон-колледжа в Кэнонсбурге, штат Пенсильвания . [1]
Большинство пробелов Кирквуда истощены, в отличие от резонансов среднего движения (MMR) Нептуна или резонанса 3:2 Юпитера, которые сохраняют объекты, захваченные во время миграции гигантской планеты модели Ниццы . Выпадение объектов из щелей Кирквуда происходит из-за перекрытия вековых резонансов ν 5 и ν 6 внутри резонансов среднего движения. В результате элементы орбит астероидов хаотично изменяются и в течение нескольких миллионов лет превращаются в орбиты, пересекающие планеты. [2] Однако MMR 2:1 имеет несколько относительно стабильных островков внутри резонанса. Эти острова истощаются из-за медленной диффузии на менее стабильные орбиты. Этот процесс, который связан с тем, что Юпитер и Сатурн находятся вблизи резонанса 5:2, возможно, был более быстрым, когда орбиты Юпитера и Сатурна были ближе друг к другу. [3]
Совсем недавно было обнаружено, что относительно небольшое количество астероидов обладают орбитами с высоким эксцентриситетом , которые действительно лежат в пределах промежутков Кирквуда. Примеры включают группы Alinda и Griqua . Эти орбиты медленно увеличивают свой эксцентриситет в течение десятков миллионов лет и в конечном итоге выйдут из резонанса из-за тесного сближения с крупной планетой. Вот почему астероиды редко встречаются в промежутках Кирквуда.
Наиболее заметные щели Кирквуда расположены при средних орбитальных радиусах: [4]
Более слабые и/или более узкие разрывы также обнаруживаются в:
Промежутки не видны на простом снимке расположения астероидов в любой момент времени, поскольку орбиты астероидов эллиптические, и многие астероиды все еще пересекают радиусы, соответствующие промежуткам. Реальная пространственная плотность астероидов в этих пробелах существенно не отличается от соседних регионов. [5]
Основные разрывы происходят в резонансах среднего движения с Юпитером 3:1, 5:2, 7:3 и 2:1. Например, астероид в промежутке Кирквуда 3:1 будет вращаться вокруг Солнца три раза за каждую орбиту Юпитера. Более слабые резонансы возникают при других значениях большой полуоси, при этом астероидов обнаружено меньше, чем поблизости. (Например, резонанс 8:3 для астероидов с большой полуосью 2,71 а.е.). [6]
Основная или основная популяция пояса астероидов может быть разделена на внутреннюю и внешнюю зоны, разделенные промежутком Кирквуда 3:1 на расстоянии 2,5 а.е., а внешняя зона может быть дополнительно разделена на среднюю и внешнюю зоны промежутком 5:2. в 2,82 а.е.: [7]
4 Веста — самый крупный астероид во внутренней зоне, 1 Церера и 2 Паллада — в средней зоне, а 10 — Гигея во внешней зоне. 87 Сильвия, вероятно, является крупнейшим астероидом Главного пояса за пределами внешней зоны.
