قفل المد والجزر

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 32 صور
الموسوعة الحرة
على اليسار، يدور القمر، في حالة التزامن مع دوران الأرض، بنفس سرعة دورانه حولها، محافظًا على نفس الوجه المواجه للكوكب. على اليمين، في حالة عدم التزامن مع دوران الأرض، لو لم يكن القمر يدور، لتغير وجهه خلال دورة كاملة. الصورة ملتقطة من الشمال؛ وليست مرسومة وفقًا للمقياس.
منظر جانبي لنظام بلوتو-شارون. بلوتو وشارون مقيدان مدّياً ببعضهما البعض.

يحدث التزامن المدّي بين جرمين فلكيين يدوران في مدار مشترك عندما يصل أحدهما إلى حالة لا يحدث فيها أي تغيير صافٍ في معدل دورانه خلال دورة كاملة. في حالة دوران الجرم المتزامن مدّيًا مع الجرم الآخر، يستغرق الجرم نفس المدة الزمنية للدوران حول محوره كما يستغرقها للدوران حول الجرم الآخر. على سبيل المثال، يواجه نفس جانب القمر الأرض دائمًا ، على الرغم من وجود بعض التباين لأن مدار القمر ليس دائريًا تمامًا. عادةً، يكون القمر الصناعي فقط متزامنًا مدّيًا مع الجرم الأكبر. [ 1 ] ومع ذلك، إذا كان كل من الفرق في الكتلة بين الجرمين والمسافة بينهما صغيرين نسبيًا، فقد يكون كل منهما متزامنًا مدّيًا مع الآخر؛ وهذا هو الحال بالنسبة لبلوتو وشارون ، وإيريس وديسنوميا . من الأسماء البديلة لعملية التزامن المدّي: التزامن الجاذبي ، [ 2 ] والدوران المُقيد ، والتزامن الدوراني المداري .

ينشأ هذا التأثير بين جسمين عندما يُبطئ تفاعلهما الجاذبي دوران أحدهما حتى يُصبح مُقيدًا مدّيًا. وعلى مدى ملايين السنين، يُجبر هذا التفاعل مداراتهما وسرعات دورانهما على التغيير، نتيجةً لتبادل الطاقة وتبديد الحرارة . عندما يصل أحد الجسمين إلى حالة لا يحدث فيها أي تغيير صافٍ في سرعة دورانه خلال دورة كاملة، يُقال إنه مُقيد مدّيًا. [ 3 ] يميل الجسم إلى البقاء في هذه الحالة لأن مغادرتها تتطلب إضافة طاقة إلى النظام. قد يتغير مدار الجسم بمرور الوقت لفكّ القيد المدّي، على سبيل المثال، إذا أثّر كوكب عملاق على الجسم.

يُوجد غموض في استخدام مصطلحي "التزامن المدّي" و"التزامن الدوراني"، إذ تستخدمهما بعض المصادر العلمية للإشارة حصراً إلى الدوران المتزامن بنسبة 1:1 (مثل القمر)، بينما تشمل مصادر أخرى الرنين المداري غير المتزامن الذي لا يحدث فيه انتقال إضافي للزخم الزاوي خلال دورة مدارية واحدة. [ 4 ] في حالة عطارد ، يُكمل الكوكب ثلاث دورات حول الشمس مقابل كل دورتين حولها، وهو ما يُعرف برنين الدوران المداري بنسبة 3:2. في الحالة الخاصة التي يكون فيها المدار شبه دائري ولا يميل محور دوران الجسم بشكل ملحوظ، كما هو الحال مع القمر، ينتج عن التزامن الدوراني أن يواجه نصف الكرة نفسه من الجسم الدوّار شريكه باستمرار. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] بغض النظر عن تعريف التزامن المدّي المستخدم، فإن نصف الكرة الأرضية المرئي يتغير قليلاً بسبب الاختلافات في السرعة المدارية للجسم المقفل وميل محور دورانه بمرور الوقت.

الآلية

هنا، تنحرف انتفاخات المد والجزر في الجسم (باللون الأخضر) عن اتجاه قوة الجذب (باللون الأحمر). وتُمارس قوى المد والجزر المحلية (باللون الأزرق) عزم دوران صافيًا يُعيد الجسم إلى وضعه الطبيعي.

لنفترض وجود جسمين يدوران في نفس المدار، A و B. إن التغير في معدل الدوران اللازم لربط الجسم B بالجسم الأكبر A عن طريق قوى المد والجزر ناتج عن عزم الدوران الذي تطبقه جاذبية A على الانتفاخات التي أحدثتها على B بفعل قوى المد والجزر . [ 6 ]

تتفاوت قوة الجاذبية المؤثرة من الجسم (أ) على الجسم (ب) باختلاف المسافة، حيث تكون في أقصى قوتها عند أقرب سطح إلى (أ) وفي أدنى قوتها عند أبعد سطح. يُحدث هذا تدرجًا في الجاذبية عبر الجسم (ب) يُشوه شكله المتوازن قليلًا. يصبح جسم الجسم (ب) مُستطيلًا على طول المحور المُوجه نحو (أ)، وعلى العكس، يتقلص حجمه قليلًا في الاتجاهات العمودية على هذا المحور. تُعرف هذه التشوهات المُستطيلة باسم انتفاخات المد والجزر . (بالنسبة للأرض الصلبة، يمكن أن تصل إزاحات هذه الانتفاخات إلى حوالي 0.4 متر أو 1 قدم و4 بوصات [ 7 ] ) . عندما لا يكون الجسم (ب) مُقيدًا مدّيًا بعد، تتحرك الانتفاخات فوق سطحه بفعل الحركات المدارية، حيث يتحرك أحد انتفاخي المد والجزر "العاليين" بالقرب من النقطة التي يكون فيها الجسم (أ) فوق السطح. بالنسبة للأجرام السماوية الكبيرة التي تقترب من الشكل الكروي بفعل جاذبيتها الذاتية، ينتج عن التشوه المدّي شكلاً بيضاوياً متطاولاً قليلاً، أي شكل بيضاوي متناظر محورياً وممتد على طول محوره الرئيسي. كما تتعرض الأجرام الأصغر حجماً للتشوه أيضاً، لكن هذا التشوه يكون أقل انتظاماً.   

تُقاوم مادة الجسم B هذا التغيير الدوري في الشكل الناتج عن قوة المد والجزر. في الواقع، يتطلب الأمر بعض الوقت لإعادة تشكيل الجسم B إلى شكل التوازن الجاذبي، وبحلول ذلك الوقت تكون الانتفاخات المتشكلة قد ابتعدت مسافةً ما عن المحور A-B بفعل دوران الجسم B. عند النظر من نقطة مراقبة في الفضاء، تُزاح نقاط أقصى امتداد للانتفاخ عن المحور المتجه نحو A. إذا كانت فترة دوران الجسم B أقصر من فترة دورانه حول محوره، فإن الانتفاخات تتقدم للأمام عن المحور المتجه نحو A في اتجاه الدوران، بينما إذا كانت فترة دوران الجسم B أطول، فإن الانتفاخات تتأخر.

بسبب انحراف الانتفاخات عن المحور A-B، فإن جاذبية A تؤثر على الكتلة الموجودة فيها، مُحدثةً عزم دوران على B. يعمل عزم الدوران على الانتفاخ المواجه لـ A على جعل دوران B متوافقًا مع دورته المدارية، بينما يعمل الانتفاخ "الخلفي"، المواجه لـ A، في الاتجاه المعاكس. مع ذلك، فإن الانتفاخ المواجه لـ A أقرب إلى A من الانتفاخ الخلفي بمسافة تُقارب قطر B، وبالتالي يتعرض لقوة جاذبية وعزم دوران أقوى قليلًا. إذن، يكون عزم الدوران الناتج عن كلا الانتفاخين دائمًا في الاتجاه الذي يعمل على مزامنة دوران B مع دورته المدارية، مما يؤدي في النهاية إلى التزامن المدّي.

التغيرات المدارية

في الحالة (1)، يدور قمر صناعي في نفس اتجاه دوران جسمه الأم (ولكن بسرعة أبطأ). يجذب الانتفاخ المدّي الأقرب (باللون الأحمر) القمر الصناعي بقوة أكبر من الانتفاخ الأبعد (باللون الأزرق)، مما يُبطئ دوران الجسم الأم ويُولّد قوة موجبة صافية (الأسهم المنقطة تُظهر القوى مُحللة إلى مركباتها) في اتجاه المدار، رافعًا إياه إلى مدار أعلى (تسارع المد والجزر). في الحالة (2)، مع انعكاس الدوران، تُعاكس القوة المحصلة اتجاه مدار القمر الصناعي، مما يُخفضه (تباطؤ المد والجزر).
قفل المد والجزر
إذا كان التردد الدوراني أكبر من التردد المداري، فسينشأ عزم دوران صغير يعاكس الدوران، مما يؤدي في النهاية إلى تثبيت الترددات (الوضع موضح باللون الأخضر).

يُحفظ الزخم الزاوي لنظام A-B بأكمله في هذه العملية، بحيث عندما يتباطأ B ويفقد زخمه الزاوي الدوراني، يزداد زخمه الزاوي المداري بمقدار مماثل (مع وجود تأثيرات طفيفة على دوران A). ينتج عن ذلك ارتفاع مدار B حول A بالتزامن مع تباطؤ دورانه. أما في الحالة الأخرى حيث يبدأ B بالدوران ببطء شديد، فإن التزامن المدّي يُسرّع دورانه ويُخفض مداره .

قفل الجسم الأكبر

يُلاحظ تأثير التزامن المدّي أيضًا على الجسم الأكبر (أ)، ولكن بمعدل أبطأ نظرًا لضعف تأثير جاذبيته بسبب صغر كتلته. فعلى سبيل المثال، يتباطأ دوران الأرض تدريجيًا بفعل القمر، بمقدار يصبح ملحوظًا على مدى الزمن الجيولوجي كما يتضح من السجل الأحفوري. [ 8 ] وتشير التقديرات الحالية إلى أن هذا (إلى جانب تأثير المد والجزر الشمسي) قد ساهم في إطالة اليوم الأرضي من حوالي 6 ساعات إلى 24 ساعة حاليًا (على مدى حوالي 4.5 مليار سنة). وتُظهر الساعات الذرية حاليًا أن اليوم الأرضي يزداد طولًا، في المتوسط، بحوالي 2.3 مللي ثانية لكل قرن. [ 9 ] ومع مرور الوقت الكافي، سيؤدي ذلك إلى تزامن مدّي متبادل بين الأرض والقمر. وسيزداد طول اليوم الأرضي، وكذلك طول الشهر القمري . وسيصبح طول اليوم النجمي للأرض في نهاية المطاف مساويًا لطول الفترة المدارية للقمر ، أي حوالي 47 ضعف طول اليوم الأرضي الحالي. مع ذلك، لا يُتوقع أن تصبح الأرض مقيدة مدّياً بالقمر قبل أن تتحول الشمس إلى عملاق أحمر وتبتلع كليهما. [ 10 ] [ 11 ]

بالنسبة للأجرام ذات الأحجام المتقاربة، قد يكون التأثير متقاربًا لكلا الجرمين، وقد يصبحان مقيدين مدّيًا ببعضهما البعض في فترة زمنية أقصر بكثير. ومن الأمثلة على ذلك الكوكب القزم بلوتو وقمره شارون . لقد وصلا بالفعل إلى حالةٍ يُرى فيها شارون من نصف كرة واحد فقط من بلوتو، والعكس صحيح. [ 12 ]

مدارات لا مركزية

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الجسم المقيد بالمد والجزر يدير جانباً واحداً بشكل دائم نحو مضيفه.

- هيلر وآخرون. (2011) [ 4 ]

بالنسبة للمدارات التي لا تقترب فيها قيمة الانحراف المركزي من الصفر، يميل معدل الدوران إلى التزامن مع سرعة المدار عندما يكون الجسم في نقطة الحضيض ، وهي النقطة التي يكون فيها التفاعل المدّي بين الجسمين في أقوى حالاته. إذا كان للجسم المداري رفيق، فقد يتسبب هذا الجسم الثالث في تذبذب معدل دوران الجسم الأم. كما يمكن أن يؤدي هذا التفاعل إلى زيادة الانحراف المركزي للمدار حول الجسم الرئيسي - وهو تأثير يُعرف باسم ضخ الانحراف المركزي. [ 13 ]

في بعض الحالات التي يكون فيها المدار بيضاويًا ويكون تأثير المد والجزر ضعيفًا نسبيًا، قد ينتهي المطاف بالجسم الأصغر في ما يُسمى بالرنين الدوراني المداري ، بدلًا من أن يكون مقيدًا مدّيًا. في هذه الحالة، تكون نسبة فترة دوران الجسم إلى فترة دورانه المداري كسرًا بسيطًا يختلف عن 1:1. ومن الأمثلة المعروفة دوران عطارد ، المقيد بمداره حول الشمس في رنين بنسبة 3:2. [ 2 ] ينتج عن ذلك أن سرعة الدوران تُقارب سرعة الدوران المداري حول نقطة الحضيض. [ 14 ]

من المتوقع أن تكون العديد من الكواكب الخارجية (وخاصة القريبة منها) في حالة رنين دوراني مداري أعلى من 1:1. فعلى سبيل المثال، يمكن لكوكب أرضي شبيه بعطارد أن يقع في رنين دوراني مداري بنسبة 3:2 أو 2:1 أو 5:2، وتعتمد احتمالية كل منها على الانحراف المداري. [ 15 ]

حدوث

أقمار

بسبب ظاهرة التزامن المدّي، لن يتمكن سكان الجسم المركزي من رؤية المنطقة الخضراء للقمر الصناعي أبداً.

جميع الأقمار التسعة عشر المعروفة في النظام الشمسي، والتي تتمتع بحجم كروي كافٍ، مقيدة مدّيًا بأقمارها الرئيسية، لأنها تدور حولها في مدارات قريبة جدًا، وتزداد قوة المدّ بسرعة (كدالة تكعيبية ) مع تناقص المسافة. [ 16 ] من ناحية أخرى، فإن معظم الأقمار الخارجية غير المنتظمة للكواكب العملاقة (مثل فويب )، والتي تدور على مسافة أبعد بكثير من الأقمار الكبيرة المعروفة، ليست مقيدة مدّيًا.

يُعدّ بلوتو وشارون مثالًا صارخًا على ظاهرة التزامن المدّيّ. فشارون قمر كبير نسبيًا مقارنةً بكوكبه الرئيسي، كما أنه يدور في مدار قريب جدًا . ينتج عن ذلك تزامن مدّيّ بين بلوتو وشارون. أما أقمار بلوتو الأخرى فلا تخضع لهذا التزامن؛ إذ تدور ستيكس ونيكس وكيربيروس وهيدرا بشكل عشوائي نتيجةً لتأثير شارون. [ 17 ] وبالمثل، يخضع كل من إيريس وديسنوميا لتزامن مدّيّ، [ 18 ] وكذلك سالاسيا وأكتيا . [ 19 ] وقد يخضع كل من أوركس وفانث أيضًا لتزامن مدّيّ، لكن البيانات غير قاطعة في هذا الشأن . [ 20 ]

إن حالة التزامن المدّي لأقمار الكويكبات غير معروفة إلى حد كبير، ولكن من المتوقع أن تكون الأنظمة الثنائية التي تدور في مدارات قريبة متزامنة مدّياً، وكذلك الأنظمة الثنائية المتلامسة .

قمر الأرض

تُظهر هذه المحاكاة التغير في الجزء المرئي من القمر من الأرض نتيجةً لتذبذبه خلال مداره. ولا تشمل هذه المحاكاة مراحل الإضاءة الناتجة عن الشمس.

تتزامن دورات دوران القمر حول محوره ودوراته المدارية مع بعضها البعض بفعل قوى المد والجزر، لذا بغض النظر عن وقت رصد القمر من الأرض، يُرى دائمًا نفس نصف الكرة الأرضية. لم يُرَ معظم الجانب البعيد من القمر حتى عام 1959، عندما أُرسلت صورٌ لمعظم هذا الجانب من المركبة الفضائية السوفيتية لونا 3. [ 21 ]

عند رصد الأرض من القمر، لا تبدو الأرض وكأنها تتحرك عبر السماء. فهي تبقى في نفس المكان تقريبًا بينما يظهر معظم سطحها أثناء دورانها حول محورها. [ 22 ]

على الرغم من تزامن دوران القمر حول محوره ودورانه حول الشمس، إلا أنه يمكن رؤية حوالي 59% من سطحه الكلي من الأرض عند إجراء عمليات رصد متكررة، وذلك بفضل ظاهرتي التذبذب والتزيح . وينتج التذبذب بشكل أساسي عن اختلاف سرعة دوران القمر حول الشمس نتيجةً لانحراف مداره، مما يسمح برؤية ما يصل إلى 6 درجات إضافية على طول محيطه من الأرض. أما التزيح فهو تأثير هندسي، حيث ينحرف الراصدون على سطح الأرض عن الخط الواصل بين مركزي الأرض والقمر، وهذا ما يفسر اختلافًا بمقدار درجة واحدة تقريبًا في رؤية سطح القمر، والذي يمكن ملاحظته حول جوانب القمر عند مقارنة عمليات الرصد التي تُجرى أثناء شروق القمر وغروبه. [ 23 ]

الكواكب

ساد الاعتقاد لفترة من الزمن بأن عطارد يدور بشكل متزامن مع الشمس، وذلك لأن الجانب نفسه كان يواجه الداخل كلما كان عطارد في أفضل وضع للرصد. إلا أن عمليات الرصد بالرادار عام 1965 أظهرت أن عطارد لديه رنين مداري دوراني بنسبة 3:2، حيث يدور ثلاث مرات مقابل كل دورتين حول الشمس، مما ينتج عنه نفس الوضع عند نقاط الرصد تلك. وقد أظهرت النماذج أن عطارد قد استقر في حالة الرنين المداري الدوراني بنسبة 3:2 في وقت مبكر جدًا من تاريخه، ربما في غضون 10 إلى 20 مليون سنة بعد تكوينه. [ 24 ]

تبلغ الفترة الزمنية بين اقتراب كوكب الزهرة من الأرض 583.92 يومًا، أي ما يعادل 5.001444 يومًا شمسيًا على كوكب الزهرة، مما يجعل نفس الوجه تقريبًا مرئيًا من الأرض في كل مرة يقترب فيها الكوكب. ولا يُعرف ما إذا كانت هذه العلاقة قد نشأت صدفةً أم نتيجةً لنوع من التزامن المداري مع الأرض. [ 25 ]

الكوكب الخارجي Proxima Centauri b الذي تم اكتشافه في عام 2016 والذي يدور حول Proxima Centauri ، من شبه المؤكد أنه مقيد مدّياً، مما يدل إما على دوران متزامن أو على رنين دوران-مدار بنسبة 3:2 مثل رنين عطارد. [ 26 ]

أحد أشكال الكواكب الخارجية المفترضة المقيدة مدّياً هي الكواكب العينية ، والتي بدورها تنقسم إلى كواكب عينية "ساخنة" وكواكب عينية "باردة". [ 27 ] [ 28 ]

النجوم

من المتوقع أن تكون النجوم الثنائية المتقاربة في جميع أنحاء الكون مقيدة مدّيًا فيما بينها، ويُعتقد أيضًا أن الكواكب الخارجية التي وُجد أنها تدور حول نجومها الرئيسية في نطاق قريب جدًا مقيدة مدّيًا بها. ومن الأمثلة غير المألوفة، التي أكدها مرصد MOST ، نجم تاو بوتيس ، الذي يُحتمل أن يكون مقيدًا مدّيًا بكوكبه تاو بوتيس ب . [ 29 ] إذا كان الأمر كذلك، فمن شبه المؤكد أن يكون التقييد المدّي متبادلًا. [ 30 ] [ 31 ]

الإطار الزمني

يمكن الحصول على تقدير للوقت اللازم لدخول جسم ما في حالة التزامن المدّي باستخدام الصيغة التالية: [ 32 ]

تقفل≈ωأ6أناسؤال3جيمص2ك2R5{\displaystyle t_{\text{lock}}\approx {\frac {\omega a^{6}IQ}{3Gm_{p}^{2}k_{2}R^{5}}}}

أين

سؤال{\displaystyle Q}وك2{\displaystyle k_{2}}بشكل عام، لا يُعرف عنها الكثير باستثناء القمر، الذي لديهك2/سؤال=0.0011{\displaystyle k_{2}/Q=0.0011}للحصول على تقدير تقريبي للغاية، من الشائع أخذسؤال≈100{\displaystyle Q\approx 100}(ربما بشكل متحفظ، مما يؤدي إلى تقدير أوقات القفل بشكل مبالغ فيه)، و

ك2≈1.51+19μ2ρزR،{\displaystyle k_{2}\approx {\frac {1.5}{1+{\frac {19\mu }{2\rho gR}}}},}

أين

  • ρ{\displaystyle \rho \,}هي كثافة القمر الصناعي
  • ز≈جيمs/R2{\displaystyle g\approx Gm_{s}/R^{2}}هي جاذبية سطح القمر الصناعي
  • μ{\displaystyle \mu \,}تمثل هذه القيمة صلابة القمر الصناعي. ويمكن تقديرها تقريبًا بـ 3 × 1010  نيوتن/م² للأجسام الصخرية و 4 × 109  نيوتن/متر مربع للجليد.

حتى مع معرفة حجم القمر الصناعي وكثافته، تبقى العديد من المعلمات التي يجب تقديرها (خاصةً ω و Q و μ )، لذا من المتوقع أن تكون أي أوقات تثبيت محسوبة غير دقيقة، حتى لو وصلت إلى عشرة أضعاف. علاوة على ذلك، خلال مرحلة التثبيت المدّي، يكون المحور شبه الرئيسيأ{\displaystyle a}ربما كانت مختلفة بشكل كبير عما هو ملاحظ في الوقت الحاضر بسبب التسارع المدّي اللاحق ، ووقت القفل حساس للغاية لهذه القيمة.

نظراً لارتفاع مستوى عدم اليقين، يمكن تبسيط الصيغ المذكورة أعلاه للحصول على صيغة أقل تعقيداً. بافتراض أن القمر الصناعي كروي الشكل،ك2≪1،سؤال=100{\displaystyle k_{2}\ll 1\,,Q=100}ومن المعقول أن نفترض دورة واحدة كل 12 ساعة في الحالة الأولية غير المقفلة (معظم الكويكبات لها فترات دوران تتراوح بين ساعتين ويومين تقريبًا).

تقفل≈6 أ6Rμمsمص2×1010 سنين،{\displaystyle t_{\text{lock}}\approx 6\ {\frac {a^{6}R\mu }{m_{s}m_{p}^{2}}}\times 10^{10}\ {\text{years}},}[ 33 ]

مع الكتل بالكيلوغرامات، والمسافات بالأمتار، وμ{\displaystyle \mu }بالنيوتن لكل متر مربع؛μ{\displaystyle \mu }يمكن اعتبارها تقريبًا 3 × 1010  نيوتن/م² للأجسام الصخرية و 4 × 109  نيوتن/متر مربع للجليد.

هناك اعتماد قوي للغاية على المحور شبه الرئيسيأ{\displaystyle a}.

بالنسبة لربط جسم رئيسي بقمره كما هو الحال مع بلوتو، يمكن تبديل معلمات القمر الصناعي والجسم الرئيسي.

أحد الاستنتاجات هو أنه، مع ثبات العوامل الأخرى (مثلسؤال{\displaystyle Q}وμ{\displaystyle \mu }سيُقفل القمر الكبير بشكل أسرع من القمر الأصغر عند نفس المسافة المدارية من الكوكب لأنمs{\displaystyle m_{s}\,}ينمو كحجم مكعب نصف قطر القمر الصناعيR{\displaystyle R}من الأمثلة المحتملة على ذلك نظام زحل، حيث لا يخضع هايبريون للقيد المدّي، بينما يخضع إيابيتوس الأكبر حجماً ، الذي يدور على مسافة أبعد، لهذا القيد. مع ذلك، فإن الأمر ليس بهذه البساطة، لأن هايبريون يتعرض أيضاً لتأثير قوي من تيتان القريب ، مما يُجبر دورانه على أن يكون فوضوياً.

قد تكون الصيغ المذكورة أعلاه لحساب النطاق الزمني للتثبيت غير دقيقة بمقادير كبيرة، لأنها تتجاهل اعتماد التردد علىك2/سؤال{\displaystyle k_{2}/Q}والأهم من ذلك، أنها قد لا تنطبق على الأنظمة الثنائية اللزجة (النجوم المزدوجة، أو الكويكبات المزدوجة التي تتكون من حطام)، لأن ديناميكيات الدوران المداري لهذه الأجسام تتحدد بشكل أساسي بلزوجتها، وليس بصلابتها. [ 34 ]

قائمة الأجسام المعروفة المقيدة مدّيًا

النظام الشمسي

جميع الأجرام السماوية أدناه مقيدة مدّياً، وجميعها باستثناء عطارد تدور في مدار متزامن. (عطارد مقيد مدّياً، لكنه لا يدور في مدار متزامن).

الهيئة الأمالأقمار الصناعية المقيدة بالمد والجزر [ 35 ]
شمسالزئبق [ 36 ] [ 37 ] [ 24 ] (رنين الدوران المداري 3:2)
أرضالقمر [ 38 ]
المريخفوبوس [ 39 ] · ديموس [ 40 ]
كوكب المشتريميتيس [ 41 ] · أدراستيا · أمالثيا [ 41 ] · ثيبي [ 41 ] · آيو · أوروبا · جانيميد · كاليستو
زحلبان · أطلس · بروميثيوس · باندورا · إبيميثيوس · يانوس · ميماس · إنسيلادوس [ 42 ] · تيليستو · تيثيس [ 42 ] · كاليبسو · ديون [ 42 ] · ريا [ 42 ] · تيتان · إيابيتوس [ 42 ]
أورانوسميراندا · أرييل · أومبريل · تيتانيا · أوبيرون [ 43 ]
نبتونبروتيوس [ 44 ] · تريتون [ 39 ]
بلوتوشارون (مغلق بشكل متبادل) [ 12 ]
سالاسياأكتيا (مغلقة بشكل متبادل) [ 19 ]
إيريسعسر التسمية (مغلق بشكل متبادل) [ 18 ]

الطاقة الشمسية الإضافية

  • تعاني أنجح طرق الكشف عن الكواكب الخارجية (العبور والسرعات الشعاعية) من تحيز رصدي واضح يُرجّح اكتشاف الكواكب القريبة من النجم؛ لذا، فإن 85% من الكواكب الخارجية المكتشفة تقع داخل منطقة التزامن المدّي، مما يُصعّب تقدير الانتشار الحقيقي لهذه الظاهرة. [ 45 ] من المعروف أن نجم تاو بوتيس متزامن مع الكوكب العملاق تاو بوتيس ب الذي يدور في مدار قريب . [ 29 ]

من المرجح أن تكون الجثث محتجزة

النظام الشمسي

استنادًا إلى المقارنة بين الوقت المُحتمل اللازم لربط جرم سماوي بنجمه الرئيسي، والوقت الذي قضاه في مداره الحالي (وهو ما يُقارب عمر النظام الشمسي بالنسبة لمعظم أقمار الكواكب)، يُعتقد أن عددًا من الأقمار قد تم ربطها. مع ذلك، فإن دورانها غير معروف أو غير معروف بشكل كافٍ. وهذه الأقمار هي:

ربما يكون مرتبطًا بكوكب زحل

ربما يكون مرتبطًا بكوكب أورانوس

ربما مرتبط بكوكب نبتون

ربما يكونان مقيدين متبادلين بفعل المد والجزر

خارج الشمس

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "متى ستُقفل الأرض حول القمر؟" . يونيفرس توداي . ١٢ أبريل ٢٠١٦. مؤرشف من الأصل في ٢٣ سبتمبر ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه في ٢ يناير ٢٠١٧ .
  2. 1 2 كلاوس، كريستوفر؛ وآخرون (مايو 2022)، "الاقتران الجاذبي بين الدوران والمدار - نهج الجهد الفعال"، المجلة الأوروبية للفيزياء ، 43 (3): 13، arXiv : 2203.09297 ، Bibcode : 2022EJPh...43c5602C ، doi : 10.1088/1361-6404/ac5638 ، S2CID 246962304 ، 035602  
  3. 1 2 بارنز، روري، محرر. (2010). تكوين وتطور الكواكب الخارجية . جون وايلي وأولاده. ص 248. ISBN  978-3527408962أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 2023-08-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-08-16 .
  4. 1 2 3 هيلر، ر.؛ لوكونت، ج.؛ بارنز، ر. (أبريل 2011). "تطور ميل محور دوران الكواكب التي يُحتمل أن تكون صالحة للسكن بفعل المد والجزر". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 528 : 16. arXiv : 1101.2156 . Bibcode : 2011A & A...528A..27H . doi : 10.1051/0004-6361/201015809 . S2CID 118784209. A27. 
  5. ↑ ماهوني، تي جيه (2013). الزئبق . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ISBN 978-1461479512أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 2023-08-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-04-20 .
  6. ↑ لويس، جون (2012). فيزياء وكيمياء النظام الشمسي . دار النشر الأكاديمية. الصفحات 242-243 . ISBN  978-0323145848أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 2023-08-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-02-22 .
  7. ↑ واتسون، سي.؛ وآخرون . (أبريل 2006). "تأثير نماذج المد والجزر للأرض الصلبة على إحداثيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والسلاسل الزمنية للتروبوسفير" (ملف PDF) . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 33 (8): L08306. Bibcode : 2006GeoRL..33.8306W . doi : 10.1029/2005GL025538 . hdl : 1885/21511 . مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 26 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2018 . 
  8. ^ دي باتر، إيمكي (2001). علوم الكواكب . كامبريدج. ص. 34. ردمك  978-0521482196.
  9. ↑ راي، ر. (15 مايو 2001). "مد وجزر المحيط ودوران الأرض" . المكتب الخاص بالمد والجزر التابع للمعهد الدولي لأبحاث الغلاف الجوي. مؤرشف من الأصل في 18 أغسطس 2000. تم الاطلاع عليه في 17 مارس 2010 .
  10. ↑ موراي، سي دي؛ ديرموت، ستانلي إف. (1999). ديناميكيات النظام الشمسي . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 184. ISBN  978-0-521-57295-8.
  11. ↑ ديكنسون، تيرينس (1993). من الانفجار العظيم إلى الكوكب العاشر . كامدن إيست، أونتاريو: دار كامدن . الصفحات 79-81 . ISBN  978-0-921820-71-0.
  12. 1 2 مايكلي، إيريز؛ وآخرون (فبراير 2017)، "حول وجود أقمار خارجية منتظمة وغير منتظمة تدور حول نظام بلوتو-شارون"، المجلة الفيزيائية الفلكية ، 836 (1): 7، arXiv : 1506.08818 ، Bibcode : 2017ApJ...836...27M ، doi : 10.3847/1538-4357/aa52b2 ، S2CID 118068933 ، 27  
  13. ↑ كوريا، ألكسندر سي إم؛ بوي، غوينيل؛ لاسكار، جاك (يناير 2012)، "ضخ اللامركزية للكواكب الخارجية بواسطة تأثير المد والجزر"، رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية ، 744 (2): 5، arXiv : 1111.5486 ، Bibcode : 2012ApJ...744L..23C ، doi : 10.1088/2041-8205/744/2/L23 ، S2CID 118695308 ، L23. 
  14. ↑ كولومبو، ج. (نوفمبر 1965)، "فترة دوران كوكب عطارد"، مجلة نيتشر ، 208 (5010): 575، رمز Bibcode : 1965Natur.208..575C ، doi : 10.1038/208575a0 ، S2CID 4213296 
  15. ↑ ماكاروف، فاليري ف. (يونيو 2012)، "شروط مرور الكواكب الأرضية واحتجازها في رنين الدوران المداري"، المجلة الفيزيائية الفلكية ، 752 (1): 8، arXiv : 1110.2658 ، Bibcode : 2012ApJ...752...73M ، doi : 10.1088/0004-637X/752/1/73 ، S2CID 119227632 ، 73 
  16. ↑ شوتز، برنارد (4 ديسمبر 2003). الجاذبية من الأسفل إلى الأعلى . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 43. ISBN  9780521455060أُرشف من الأصل بتاريخ 2023-08-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أبريل 2017 .
  17. ↑ شوالتر، إم آر؛ هاميلتون، دي بي (يونيو 2015). "التفاعلات الرنانة والدوران الفوضوي لأقمار بلوتو الصغيرة" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 522 (7554): 45-49 . رمز Bibcode : 2015Natur.522...45S . doi : 10.1038/nature14469 . PMID 26040889. S2CID 205243819. مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 8 يونيو 2022. تاريخ الاسترجاع: 25 مارس 2022 .  
  18. 1 2 Szakáts, R.; Kiss, Cs.; Ortiz, JL; Morales, N.; Pál, A.; Müller, TG; et al. (2023). "اكتشاف دوران الكوكب القزم (136199) إيريس المقيد مدّيًا من خلال قياسات ضوئية أرضية وفضائية طويلة الأمد". علم الفلك والفيزياء الفلكية . L3 : 669. arXiv : 2211.07987 . Bibcode : 2023A & A...669L...3S . doi : 10.1051/0004-6361/202245234 . S2CID 253522934 .  
  19. 1 2 كولير، كاميرون؛ فرنانديز فالينزويلا، إستيلا؛ خوسيه لويس أورتيز؛ هولر، بريان J.؛ براودفوت، بنيامين؛ موراليس، نيكولاس؛ موراليس، رافائيل. بينيتشي، سوزان؛ روميل، فلافيا L.؛ جراندي، ويل؛ راجوزين، دارين (2025). “الدوران المتزامن في نظام (120347) Salacia-Actaea”. أرخايف : 2509.02734 [ astro-ph.EP ].
  20. ^ أورتيز، جي إل. سيكوتا، أ. سيكوتا، س.؛ هيستروفر، د. ثيروين، أ.؛ موراليس، ن.؛ دوفارد، ر.؛ جيل هوتون، ر.؛ سانتوس سانز، ب. دي لا كويفا، آي. (2010). “دراسة فلكية وضوئية متوسطة المدى لجسم ما بعد نبتون (90482) Orcus”. علم الفلك والفيزياء الفلكية . 525 : ج31. أرخايف : 1010.6187 . بيب كود : 2011A & A...525A..31O . دوى : 10.1051/0004-6361/201015309 . S2CID 56051949 . 
  21. ↑ "7 أكتوبر 1959 - أول نظرة لنا على الجانب البعيد من القمر" . يونيفرس توداي . 7 أكتوبر 2013. مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه في 15 فبراير 2015 .
  22. ↑ كاين، فريزر (11 أبريل 2016). "متى ستُقفل الأرض حول القمر؟" . يونيفرس توداي . مؤرشف من الأصل في 28 مايو 2022. تم الاطلاع عليه في 3 أغسطس 2020 .
  23. ↑ غريغو، بيتر (2006). القمر وكيفية رصده . سبرينغر لندن. ص 47-50 . ISBN  9781846282430أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 21 أكتوبر 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2023 .
  24. 1 2 نويليس، بينوا؛ فروارد، جوليان؛ ماكاروف، فاليري ف. وإفرويمسكي، مايكل (2014). "إعادة النظر في تطور دوران مدار عطارد". إيكاروس . 241 : 26-44 . arXiv : 1307.0136 . Bibcode : 2014Icar..241...26N . doi : 10.1016/j.icarus.2014.05.045 . S2CID 53690707 . 
  25. ↑ غولد، ت.؛ سوتر، س. (1969). "المد والجزر الجوي والدوران الرنيني لكوكب الزهرة". إيكاروس . 11 (3): 356-366 . Bibcode : 1969Icar...11..356G . doi : 10.1016/0019-1035(69)90068-2 .
  26. ↑ بارنز، روري (2017). "التزامن المدّي للكواكب الخارجية الصالحة للسكن" . الميكانيكا السماوية وعلم الفلك الديناميكي . 129 (4). سبرينغر: 509-536 . arXiv : 1708.02981 . Bibcode : 2017CeMDA.129..509B . doi : 10.1007/s10569-017-9783-7 . S2CID 119384474. مؤرشف من الأصل في 26 فبراير 2021. تم الاسترجاع في 29 مارس 2021 . 
  27. ↑ شون ريموند (20 فبراير 2015). "انسَ الكواكب الشبيهة بالأرض - سنجد الكائنات الفضائية أولاً على كواكب ذات شكل كروي" . نوتيلوس. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2017. تم الاطلاع عليه في 5 يونيو 2017 .
  28. ↑ ستار، ميشيل (5 يناير 2020). "قد توجد كواكب تشبه العيون، وهي مخيفة كما يبدو اسمها" . ScienceAlert.com . مؤرشف من الأصل في 6 يناير 2020. تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2020 .
  29. 1 2 شيربر، مايكل (23 مايو 2005). "انعكاس الأدوار: كوكب يتحكم بنجم" . space.com. مؤرشف من الأصل في 4 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2018 .
  30. ↑ سينغال، أشوك ك. (مايو 2014). "الحياة على كوكب مقيد مدّيًا". نشرة بلانكس . 4 (2): 8. arXiv : 1405.1025 . Bibcode : 2014arXiv1405.1025S .
  31. ↑ ووكر، جي إيه إتش؛ وآخرون (2008). "يرصد تلسكوب MOST تغيرات في نجم تاو بوتيس يُحتمل أن يكون سببها كوكبه المرافق" . علم الفلك والفيزياء الفلكية . 482 (2): 691-697 . arXiv : 0802.2732 . Bibcode : 2008A & A...482..691W . doi : 10.1051/0004-6361:20078952 . S2CID 56317105. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2019 .  
  32. ↑ ب. جلادمان وآخرون (1996). " التزامن في تثبيت الأقمار الصناعية المتطورة بفعل المد والجزر " . إيكاروس . 122 (1): 166-192 . Bibcode : 1996Icar..122..166G . doi : 10.1006/icar.1996.0117 . (انظر الصفحات 169-170 من هذه المقالة. تم اقتباس الصيغة (9) هنا، والتي تأتي من SJ Peale، تاريخ دوران الأقمار الطبيعية ، في JA Burns، محرر (1977).الأقمار الكوكبية. توسون: مطبعة جامعة أريزونا. ص 87-112 . )
  33. ↑ هانسلماير، أرنولد (2018). قابلية الكواكب للسكن والنشاط النجمي . دار النشر العالمية العلمية. ص 99. ISBN  9789813237445أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 4 أكتوبر 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2023 .
  34. ↑ إفرويمسكي، م. (2015). "التطور المدّي للثنائيات الكويكبية. تحكمه اللزوجة. يتجاهل الصلابة". المجلة الفلكية . 150 (4): 12. arXiv : 1506.09157 . Bibcode : 2015AJ....150...98E . doi : 10.1088/0004-6256/150/4/98 . S2CID 119283628. 98. 
  35. ↑ نوبيلي، أ.م. (أبريل 1978)، "التأثيرات العلمانية للاحتكاك المد والجزر على أنظمة الكواكب والأقمار الصناعية للنظام الشمسي"، القمر والكواكب ، 18 (2): 203-216 ، Bibcode : 1978M & P....18..203N ، doi : 10.1007/BF00896743 ، S2CID 121510792 . "يبدو أن الأقمار الصناعية التالية تدور في نفس الاتجاه: فوبوس وديموس، وأمالثيا، وإيو، ويوروبا، وجانيميد، وكاليستو، وجانوس، وميماس، وإنسيلادوس، وتيثيس، وديون، وريا، وتيتان، وهايبريون، وجابيتوس، وميراندا، وأرييل، وأمبريل، وتيتانيا، وأوبرون."
  36. ↑ Peale, SJ (1988), "The rotational dynamics of Mercury and the state of its core", Mercury , University of Arizona Press: 461– 493, Bibcode : 1988merc.book..461P .
  37. ↑ ريفولديني، أ.؛ وآخرون (سبتمبر 2010)، "التبديد المدّي الماضي والحاضر في عطارد"، المؤتمر الأوروبي لعلوم الكواكب 2010 : 671، Bibcode : 2010epsc.conf..671R . 
  38. ↑ "مدار القمر ودورانه" . القمر: علوم ناسا . 28 يونيو 2021. مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2023. تم الاطلاع عليه في 24 أغسطس 2023 .
  39. 1 2 كوريا، ألكسندر سي إم (أكتوبر 2009)، "التطور العلماني لقمر صناعي بفعل تأثير المد والجزر: تطبيق على تريتون"، رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية ، 704 (1): L1– L4، arXiv : 0909.4210 ، Bibcode : 2009ApJ...704L...1C ، doi : 10.1088/0004-637X/704/1/L1 ، S2CID 15378780 . 
  40. ↑ بيرنز، جيه إيه (1978)، "التطور الديناميكي وأصل أقمار المريخ"، فيستاس إن أسترونومي ، 22 (2): 193-208 ، Bibcode : 1978VA.....22..193B ، doi : 10.1016/0083-6656(78)90015-6 .
  41. 1 2 3 بيرنز، جوزيف أ.؛ وآخرون (2004)، "نظام حلقات وأقمار المشتري" (ملف PDF) ، في باجينال، فران؛ داولينج، تيموثي إي.؛ ماكينون، ويليام ب. (محررون)، المشتري: الكوكب والأقمار والغلاف المغناطيسي ، مطبعة جامعة كامبريدج، الصفحات 241-262 ، رمز Bibcode : 2004jpsm.book..241B ، ISBN   978-0-521-81808-7تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 12 مايو 2006 ، وتم استرجاعه بتاريخ 7 مايو 2021
  42. 1 2 3 4 5 دوغيرتي، ميشيل ك.؛ سبيكر، ليندا ج. (يونيو 2018)، "مراجعة لأقمار زحل الجليدية في أعقاب مهمة كاسيني"، تقارير عن التقدم في الفيزياء ، 81 (6): 065901، Bibcode : 2018RPPh...81f5901D ، doi : 10.1088/1361-6633/aabdfb ، hdl : 10044/1/63567 ، PMID 29651989 ، S2CID 4810803 ، 065901  
  43. ↑ كارترايت، ريتشارد جيه؛ وآخرون (نوفمبر 2018)، "مادة حمراء على أقمار أورانوس الكبيرة: غبار من الأقمار غير المنتظمة؟"، إيكاروس ، 314 : 210-231 ، arXiv : 1806.01809 ، Bibcode : 2018Icar..314..210C ، doi : 10.1016/j.icarus.2018.06.004 ، S2CID 119243937  
  44. ↑ ستوك، فيليب ج. (يناير 1994)، "سطحا لاريسا وبروتيوس"، الأرض والقمر والكواكب ، 65 (1): 3-54 ، رمز Bibcode : 1994EM & P...65...31S ، doi : 10.1007/BF00572198
  45. ↑ إف جيه باليستيروس؛ أ. فرنانديز-سوتو؛ في جيه مارتينيز (2019). "العنوان: الغوص في الكواكب الخارجية: هل البحار المائية هي الأكثر شيوعًا؟". علم الأحياء الفلكي . 19 (5): 642-654 . doi : 10.1089/ast.2017.1720 . hdl : 10261/213115 . PMID 30789285. S2CID 73498809 .  
  46. ↑ براون، مايكل إي.؛ بتلر، برايان (يوليو 2023). "قياس كتل وكثافات أقمار الكواكب القزمة باستخدام مرصد ألما" . مجلة علوم الكواكب . 4 (10): 11. arXiv : 2307.04848 . Bibcode : 2023PSJ.....4..193B . doi : 10.3847/PSJ/ace52a .
  47. ↑ فيرغانو، دان (25 أبريل 2007). "خارج عالمنا: كوكب شبيه بالأرض" . يو إس إيه توداي . مؤرشف من الأصل في 23 مايو 2011. تم الاطلاع عليه في 25 مايو 2010 .
  48. ↑ "Gliese 581" . فهرس الكواكب الخارجية المفتوح . مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه في 16 مايو 2019 .
  49. ↑ "Gliese 581" . موسوعة بريتانيكا . مؤرشف من الأصل في 6 أغسطس 2023. تم الاطلاع عليه في 16 مايو 2019 .
  50. ↑ «تلسكوب ناسا يكشف عن أكبر مجموعة من الكواكب بحجم الأرض في المنطقة الصالحة للسكن حول نجم واحد» (بيان صحفي). ناسا. ٢٢ فبراير ٢٠١٧. مؤرشف من الأصل في ٥ مارس ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ٢٣ فبراير ٢٠١٧ .
  51. ↑ جيلون، مايكل؛ تريود، أموري إتش إم جيه؛ ديموري، بريس-أوليفييه؛ جيهين، إيمانويل؛ أغول، إريك؛ ديك، كاثرين إم؛ ليدرير، سوزان إم؛ دي ويت، جوليان؛ بوردانوف، أرتيم (23 فبراير 2017). "سبعة كواكب أرضية معتدلة تدور حول النجم القزم فائق البرودة القريب TRAPPIST-1" . مجلة نيتشر . 542 (7642): 456-460 . arXiv : 1703.01424 . Bibcode : 2017Natur.542..456G . doi : 10.1038/nature21360 . ISSN 0028-0836 . PMC 5330437 . PMID 28230125 .