《共軌小天體動力學研究》是依託南京大學，由周禮勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：共軌小天體動力學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周禮勇
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太陽系小天體是太陽系形成和動力學演化過程的見證者，它們的空間分布和軌道特徵蘊含著太陽系演化歷史的重要信息，行星的脫洛央區是太陽系內僅次於柯伊伯帶的重要的小天體聚集區。本項目擬以包括脫洛央天體在內的行星共軌小天體為對象，研究太陽系各行星的各類型共軌天體的軌道動力學，分析它們可能的空間分布、軌道特徵、穩定性、各類型共軌軌道的發生範圍，揭示形成它們的軌道特徵的動力學機制，討論各行星共軌天體的起源和可能歸宿，研究它們與其他共振小天體的相互作用。本項目還擬研究小天體經由共軌軌道在行星軌道的內外兩側間的軌道轉移和共振跳轉，討論這些過程在太陽系小天體分布的形成和物質輸運中所起的作用，討論太陽系行星軌道構型的變化對共軌小天體動力學的影響以及對上述軌道轉移和共振跳轉的影響。除了理解當前太陽系的動力學之外，這些研究將有助於反溯太陽系演化歷史。
結題摘要
太陽系內共軌天體是與主天體（行星）發生1/1共振的天體，具有複雜的軌道特徵，共軌天體的存在性、軌道穩定性蘊含著太陽系起源與演化的重要信息。本項目主要研究內容為太陽系行星的特洛伊天體的軌道運動特徵、特洛伊天體與其他天體的相互作用、經由行星系統共軌區域發生的軌道轉移以及與此主題相關的其他天體的動力學問題。項目執行期間，我們對當時已知的所有的海王星特洛伊天體的軌道進行了分析和分類，在半人馬座小行星群中證認了一顆新的臨時海王星特洛伊天體。我們詳細分析了海王星特洛伊天體與冥族小天體之間的相互作用，徹底澄清了兩群天體的軌道根數、質量分布等參數對它們相互之間近密交會的動力學效果的影響，由此項研究所發展出來的結合解析計算、數值模擬、統計分析的綜合方法可方便地推廣至其他任意空間上相鄰的兩群小天體之間相互作用研究。我們對地球特洛伊區域進行了詳細刻畫，給出了影響地球特洛伊天體運動的所有共振動力學機制，分析了類地行星軌道進動基本頻率的長期漂移對地球特洛伊天體的影響，徹底解決了當前太陽系構型下地球特洛伊天體的軌道穩定性問題，考慮了雅科夫斯基效應並結合既有觀測結果，我們否定了原初地球特洛伊天體存在的可能性，這一結果對未來開展地球特洛伊搜尋和深空探測具有重要指導性意義。在主天體有扁率的限制性三體模型中，我們否定了主天體軌道平面之外存在平動點的可能性，糾正了這一廣為流傳的謬誤。我們研究了限制性三體模型中弱穩定集的分形特徵、給出了分形維數與對應的軌道構型之間的關聯。此外，我們還對衛星大氣經由共軌軌道的逃逸過程、雅科夫斯基效應對小天體運動的影響、行星系統中的3/1平運動共振等相關動力學問題開展了系統研究，取得了一系列的進展。
