Резонансы - спасение от приливного захвата?

[Алекс636363]

Рано или поздно планеты должны попасть в приливной захват по отношению к Солнцу, т.е. стать обращенными к нему одной стороной. Во всяком случае, Меркурий и Венера. Однако сегодня имеются интересные совпадения: период вращения Меркурия вокруг оси составляет две трети периода обращения вокруг Солнца, а Венера в каждое нижнее соединение обращена к Земле одной конкретной стороной. То есть существуют общесистемные резонансы.
Вопрос: не есть ли это спасение от полного приливного захвата или эти резонансы квазиустойчивы и со временем (если считать Солнце достаточно для этого долгоживущим) Меркурий и Венера все равно будут обращены к Солнцу одной стороной?

[taurus]

Вопрос: не есть ли это спасение от полного приливного захвата или эти резонансы квазиустойчивы и со временем (если считать Солнце достаточно для этого долгоживущим) Меркурий и Венера все равно будут обращены к Солнцу одной стороной?

Присоединяюсь: вопрос интересный и меня тоже давно интересует. Интуитивно я за первое предположение.

[Fredagar]

Вообще-то, наличие резонансов делает систему неустойчивой, но на среднем времени существования (порядка млрд лет). На более длительном промежутке пока ничего сказать нельзя -- не просчитывается.

[AlexFromTamala]

Венера в каждое нижнее соединение обращена к Земле одной конкретной стороной.

Не знал. Реально удивили! А как с внешними планетами?

[Axon]

А куда они нафик денутся, внешние-то? Они слишком быстро вращаются для каких бы то ни было резонансов.

[Алекс636363]

Венера в каждое нижнее соединение обращена к Земле одной конкретной стороной.

Не знал. Реально удивили! А как с внешними планетами?

У внешних-то, за исключением Марса, и сторону определить затруднительно. Газовые гиганты - что с них взять? Разве водородику для термояда.
 Кстати, абсолютно не помню источник этой информации (про Венеру). Это было еще в советской жизни. Но запечатлелось в памяти.

[slonougam]

Вообще-то, наличие резонансов делает систему неустойчивой, но на среднем времени существования (порядка млрд лет). На более длительном промежутке пока ничего сказать нельзя -- не просчитывается.

Нельзя ли немного растолковать. Как именно неустойчива становится система? Как долго она может существовать в этом неустойчивом положениии?

[Fredagar]

Вообще-то, наличие резонансов делает систему неустойчивой, но на среднем времени существования (порядка млрд лет). На более длительном промежутке пока ничего сказать нельзя -- не просчитывается.

Нельзя ли немного растолковать. Как именно неустойчива становится система? Как долго она может существовать в этом неустойчивом положениии?

Помнится, вот здесь https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,52775.0.html обсуждали проблемы на эту тему... Вопрос сложный, точного решения не имеет. На днях видел в магазине книжку по динамике солнечной системы... толстая.

[Алекс636363]

Вообще-то, наличие резонансов делает систему неустойчивой, но на среднем времени существования (порядка млрд лет). На более длительном промежутке пока ничего сказать нельзя -- не просчитывается.

Нельзя ли немного растолковать. Как именно неустойчива становится система? Как долго она может существовать в этом неустойчивом положениии?

Помнится, вот здесь https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,52775.0.html обсуждали проблемы на эту тему... Вопрос сложный, точного решения не имеет. На днях видел в магазине книжку по динамике солнечной системы... толстая.

Речь шла только об осевом вращении, а не межорбитальных резонансах. Нашел объяснение в книге Сурдина "Пятая сила". Помогла Ваша ссылка, спасибо. На том форуме эта книга упоминалась.

[taurus]

Речь шла только об осевом вращении, а не орбитальных резонансах. Нашел объяснение в книге Сурдина "Пятая сила". ... Объяснение вполне качественное.

Расскажите в двух словах, пожалуйста!

[Алекс636363]

Речь шла только об осевом вращении, а не орбитальных резонансах. Нашел объяснение в книге Сурдина "Пятая сила". ... Объяснение вполне качественное.

Расскажите в двух словах, пожалуйста!

У меня неудачно скачалось, кусочками, попробую еще завтра.
Попробуйте задать в гугле "Сурдин. Пятая сила". Там в формате PDF. Загружается вроде нормально, читать можно, а при копировании у меня что-то слетело. Я в форматах пока не разбираюсь, с компом еще на "вы".
Вот примерно выцепил из текста:

 Итак, вопрос не в том, почему Меркурий вращается медленно,        
а в том, почему его орбитальное и суточное вращения находятся          
в резонансе 3 : 2, а не 1 : 1?                                        
    Оказывается, всё дело в том, что орбита Меркурия имеет срав-      
нительно большой эксцентриситет e = 0,206. В перигелии (П) Мерку-    
рий приближается, к Солнцу на 0,307 а. е., а в афелии (А) удаляется    
на 0,467 а. е. Это на первый взгляд небольшое различие в расстоя-      
нии приводит к существенным вариациям напряжённости прилив-            
ного поля: в районе перигелия солнечные приливы на поверхности        
планеты в 3,5 раза сильнее, чем в афелии. Поэтому можно считать,      
что приливное поле как бы включается только в тот период, когда        
планета проходит через область перигелия орбиты, а в остальное вре-    
мя приливы практически отсутствуют. Следовательно, именно в пе-        
ригелии приливы синхронизуют орбитальное и суточное вращение                                        1
планеты и стремятся выровнять их угловые скорости. В той окрестности перигелия орбиты Меркурия, где прилив-    
ные силы ещё имеют заметную напряжённость, угловая орбитальная            
скорость примерно в 1,5 раза превосходит своё среднее значение. Вот    
в чём причина странного резонанса 3 : 2 — именно в окрестности пери-  
гелия суточное вращение Меркурия подстраивается под орбитальное,        
которое происходит здесь быстрее, чем в других частях орбиты.
 
 Всего там 3 Мб.

[taurus]

Ясно, спасибо, интересно.

[amez]

Емкий источник о роли резонансов, проявляющихся в явлениях синхронизации динамических систем (что способствует скорее устойчивости планетных систем, нежели наоборот) -  Блехман И.И. "Синхронизация в природе и технике"  http://lib.mexmat.ru/books/12758

[slonougam]

Ясно, спасибо, интересно.

И Сурдину спасибо, и интересно, но не всё ясно. Понятно, что эксцентриситет у орбиты Меркурия довольно большой. Понятно, что приливные силы разнятся в 3,5 раза. Однако и в афелии, и перигее знак действия приливных сил одинаков.
Они тормозят вращение Меркурия. Когда больше, когда меньше, но тормозят. Казалось бы, прошли положение резонанса и тормозись дальше, до полной синхронизации. Ан нет. Пока этого не наблюдается. Почему - непонятно?

[Алекс636363]

Ясно, спасибо, интересно.

И Сурдину спасибо, и интересно, но не всё ясно. Понятно, что эксцентриситет у орбиты Меркурия довольно большой. Понятно, что приливные силы разнятся в 3,5 раза. Однако и в афелии, и перигее знак действия приливных сил одинаков.
Они тормозят вращение Меркурия. Когда больше, когда меньше, но тормозят. Казалось бы, прошли положение резонанса и тормозись дальше, до полной синхронизации. Ан нет. Пока этого не наблюдается. Почему - непонятно?

Получается, в итоге не тормозят, а принуждают к резонансу. Факт налицо. Кстати, интересный аргумент против необратимости приливного захвата в планетных системах красных карликов. Плюс в пользу повышения комфортности климата тамошних суперземель. С не очень уж сильным эксцентриситетом.

Вот что там дальше у Сурдина.
                                                          
 Возможно также, что в поддержании точного резонанса в движе-
нии играет роль и распределение массы внутри Меркурия. Если пла-
нета имеет немного вытянутую форму, то в приливном поле Солнца
она будет стремиться сориентировать свою большую ось вдоль на-
правления на Солнце. Очевидно, что постоянно поддерживать такую
ориентацию планета не может: суточное вращение происходит с по-
стоянной скоростью, а орбитальная скорость периодически меняется.
Значит, синхронизация будет происходить в области наибольшей на-
пряжённости приливного поля — в окрестностях перигелия. При
этом за время одного орбитального периода планета должна совер-
шить целое число суточных полуоборотов (именно полуоборотов, по-
скольку в приливном поле, как видно на рис. 15, обе ориентации
вытянутой планеты, различающиеся на 180◦ , будут одинаково устой-
чивыми). Из всех возможных вариантов — 1/2, 1, 3/2 оборота и т. д. —
лишь при 3/2 оборота за орбитальный период у планеты в перигелии
будет не только синхронизовано положение большой оси с направлением на Солнце, но наименьшим станет различие между угловыми скоростями орбитального и суточного вращений. Это приведет к минимальному приливному трению и, следовательно, к устойчивости данного состояния.

[Golossvyshe]

Также расчёты приводят к тому, что именно тепловые потоки в атмосфере Венеры заставляют эту планету вращаться ретроградно.

"Британские учёные" детектед. Расчёты у них, панимашь. 

Как будто неизвестно, что Меркурий и Венера вращаются в сложном орбитальном резонансе с Землёй.

Нижнее соединение Меркурия повторяется каждые 116 суток,  что совпадает  со  временем двух  полных  оборотов  Меркурия  и,  встречаясь  с Землей,  Меркурий всегда обращен к ней одной и той же стороной.

Аналогично, Венера с периодичностью в 584 дня сближается  с Землей  на минимальное расстояние,  оказываясь в нижнем соединении, причем в эти моменты Венера всегда обращена к Земле  одной  и  той  же стороной.

[Андрей Курилов]

На Меркурий больше влияния Венеры вроде должно быть, нежели Земли...

[Golossvyshe]

На Меркурий больше влияния Венеры вроде должно быть, нежели Земли...

Вообще-то это очень сложный вопрос. И, если хотите сугубо моё частное мнение - в некотором роде научная загадка.

Однако против наблюдательных фактов не попрёшь. Ибо обращение Венеры и Меркурия происходят именно так, а не иначе.

Ну и вообще-то "расчёты" насчёт обратного вращения Венеры, вызванного атмосферными потоками - это за гранью добра и зла.

Атмосфера планеты является всего лишь одной из её оболочек (с относительно ничтожной массой) и влиять на обращение в принципе неспособна.
Законы физики запрещают безопорное движение.

[LeMay]

На Меркурий больше влияния Венеры вроде должно быть, нежели Земли...

Вообще-то это очень сложный вопрос. И, если хотите сугубо моё частное мнение - в некотором роде научная загадка.

  Вопрос интересный. Никто не встречал научных статей с предлагаемыми объяснениями?

[xd]

Нет ничего проще. Берём разложение взаимных возмущений в движении планет и смотрим коэффициенты при гармониках, в которые входят только периоды обращения заданных планет. Где сумма квадратов больше, там и влияние больше. Сейчас гляну из имеющегося под рукой.

PS: и не лень же было из пыли веков вытаскивать старую бестолковую тему.