궤도 공명: 두 판 사이의 차이

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[[파일:Galilean moon Laplace resonance animation 2.gif|thumb섬네일|right|219px]]
 
'''궤도공명'''이란 [[천체역학]]에서, [[공전]]하는 두 [[천체]]가 작은 [[정수|정수]]비를 만족하는 공전 주기로 인해 서로에게 주기적으로 일정하게 [[중력]]적 영향을 가할 때 발생한다. 쉡게 말하면 두 천체가 일직선으로 놓일 때 서로를 중력으로 미는 걸 말한다. 궤도공명에 관한 물리학적 원리는 휘청이는 아이를 밀 때의 상황과 유사하다. 이 때 공전과 휘청임은 모두 [[고유 진동수]]를 가지며, "밀고 있는" 다른 물체(천체)는 운동이 누적되는 효과를 가지도록 "밀기"를 주기적으로 반복해야 한다. 궤도공명은 상호 천체의 중력적 영향을 크게 증폭시키는데, 즉 서로의 궤도를 변경시키거나 제한할 수 있다. 대부분의 경우에서 궤도공명의 결과는 궤도공명이 끝날 때까지 서로의 [[운동량]]과 궤도를 전이시키는 ''불안정한'' 상호작용을 야기한다. 어떤 상황에서는 공명계가 천체의 궤도공명을 유지하기 위해 자기 수정적이며 안정적이게 될 수도 있다. 그 예로 [[목성]]의 [[위성]]들인 [[가니메데 (위성)|가니메데]], [[유로파 (위성)|유로파]], [[이오 (위성)|이오]]의 1:2:4 공명과 [[명왕성]]과 [[해왕성]] 사이의 2:3 공명이 있으며, 토성의 고리의 간극은 [[토성]]의 안쪽 위성과의 불안정한 궤도공명으로 인한 것이다. (비슷한 공전궤도 반지름을 갖는 천체들 사이의)1:1 공명과 같은 특수한 경우는 거대한 태양계 천체가 궤도를 공유하는 다른 작은 천체들을 궤도에서 방출하는 결과를 낳는다. 이는 현재 [[행성의 정의]]로 사용되는 효과인 "[[주변의 천체를 청소할 것|주변 천체 청소]]"를 포함하는, 그보다 훨씬 더 광범위한 과정이다.
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== 궤도공명의 유형 ==
[[파일:TheKuiperBelt 75AU All.svg|thumb섬네일|300px|[[공명 해왕성 바깥 천체|해왕성 바깥 공명 천체]](적색)의 [[장반경]]이 [[해왕성]]과 작은 정수비를 갖는 공명 위치(위로 솟은 빨간 수직 막대)에 몰려 있다. 그에 비해 [[큐비원족]](청색)의 장반경과 비공명(또는 공명하는 것이 밝혀지지 않은) [[산란분포대]] 천체(회색)의 장반경은 불규칙하게 분포해 있다.]]
[[파일:Kirkwood Gaps.svg|300px|thumb섬네일|소행성의 장반경 분포도. [[목성]]과의 공명으로 인해 불안정화되는 궤도인 [[커크우드 간극]]이 보인다.]]
[[파일:PIA10452 - Saturn A ring spiral density waves.jpg|300px|thumb섬네일|토성의 [[토성의 고리#A 고리|A 고리]]에서의 [[밀도파|나선 밀도파]]는 [[토성의 위성|안쪽의 위성]]과의 궤도공명으로 인해 들뜬 것이다. 이러한 파동은 행성(좌측 상단 방향)으로부터 멀리 전파된다. 사진 중앙 바로 아래의 거대한 파동들은 [[야누스 (위성)|야누스]]와의 6:5 공명으로 인한 것이다.]]
[[파일:PIA17173 Titan resonances in Saturn's C ring.jpg|200px|thumb섬네일|편심된 [[토성의 고리#콜롬보 간극과 타이탄 미세고리|타이탄 미세고리]]<ref name = "Porco1984"/>는 토성의 [[토성의 고리#C 고리|C 고리]]의 [[토성의 고리#콜롬보 간극과 타이탄 미세고리|콜롬보 간극]](사진 중앙)에 있으며 고리 안쪽의 굽힘파(bending wave)<ref name="Rosen1988">{{저널 인용| last1 = Rosen | first1 = P. A. | last2 = Lissauer | first2 = J. J. | authorlink2 = 잭 J. 리사우어| doi = 10.1126/science.241.4866.690 | title = The Titan -1:0 Nodal Bending Wave in Saturn's Ring C | journal = Science | volume = 241 | issue = 4866 | pages = 690–694 | date = 1988-08-05| pmid = 17839081| pmc = }}</ref><ref name="Chakrabarti2001">{{저널 인용| last1 = Chakrabarti | first1 = S. K. | last2 = Bhattacharyya | first2 = A. | doi = 10.1046/j.1365-8711.2001.04813.x | title = Constraints on the C ring parameters of Saturn at the Titan −1:0 resonance | journal = Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | volume = 326 | issue = 2 | pages = L23 | year = 2001 | pmid = | pmc = }}</ref>에서 공명하는 입자들의 기울어진 궤도는 [[타이탄 (위성)|타이탄]]의 평균운동과 동시에 각각 [[장축]] 및 [[승교점|교점]] 세차운동을 한다.]]
 
일반적으로 궤도공명은
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== 태양계의 평균운동 궤도공명 ==
[[파일:Haumea.GIF|thumb섬네일|300px|right|해왕성(우측하단의 푸른점)이 고정된 [[회전좌표계]]에서 표현된 [[하우메아]]와 해왕성의 7:12 공명. 하우메아의 궤도정렬 이동은 공명을 유지하는 해왕성의 주기적인 [[칭동]] 역전과 연관되어 있다.]]
 
[[파일:Galilean moon Laplace resonance animation 2.gif|thumb섬네일|right |365px|세 [[갈릴레이 위성]]을 통해 볼 수 있는 라플라스 공명. 그림에서의 비는 ''궤도 주기''의 비다. 위성의 합은 잠깐 동안의 색상 변화를 통해 강조된다. 유로파-가니메데 합(자홍색)이 한 번 일어날 동안 두번의 이오-유로파 합(녹색)과 세번의 이오-가니메데 합(회색)이 일어난다.]]
 
[[행성]], [[왜소행성]], 또는 큰 [[위성]], 그리고 무수히 많은 [[소행성]], [[행성의 고리]], [[소위성]], [[카이퍼대]] 천체를 포함하는 태양계의 평균운동 궤도공명은 단 몇 개 정도로만 알려져 있다.