木星は彗星/小惑星の影響から地球を保護するのに役立ちますか？

木星は、彗星や小惑星の影響から地球を保護するのに役立ちますか？

一部の天文学者は、地球が居住可能である1つの理由は、木星の重力がいくつかの彗星から私たちを保護するのに役立つということであると信じています。特に長周期彗星は、その外側から太陽系に入ります。木星の重力により、これらの動きの速い氷球のほとんどが太陽系から外に出て、地球に近づくと考えられています。したがって、長周期彗星は、数百万または数千万年という非常に長い時間スケールでのみ地球を攻撃すると考えられています。木星が近くになければ、長周期彗星は私たちの惑星とはるかに頻繁に衝突するでしょう。

差出人：http : //earthsky.org/space/is-it-true-that-jupiter-protects-earth

直観的に言えば、太陽系の巨大な物体は地球に脅威をもたらすいくつかの彗星/小惑星の軌道をそらす一方で、衝突していないいくつかのものは真実であるに違いないと私には思われるでしょうコースは、軌道をそらされた後、私たちに送られます。なぜそうではないのですか？

言葉の答え、主に数学に軽い：

ここでのキーワード（および記事ではこの単語を使用しています）は「長周期彗星」です。

まず、木星への影響がありますが、それは比較的低い割合です。大きな木星でさえ、軌道に比べるとかなり小さいためです。たとえ彗星がバラバラになる可能性があるロシュの限界までそれを拡張したとしても、それはまだ物事の壮大な計画における非常に小さな目標です。

しかし、木星の近くを通過する彗星（木星にぶつからず、捕らえられるか、ロシュの限界でばらばらになる）は、重力アシストによって軌道が多少変化します。 木星の高い質量と比較的高い軌道速度により、木星は重力によって太陽系の王となります。

パスが木星に近づくほど、変化は大きくなります。重力アシスト、方向と速度の両方を変更します。1つだけを変更することはできません。これらの重力アシストの半分が彗星に速度を追加し、半分が速度を低下させると想定するのは安全です。非常に大まかに言えば、彗星の方向は近日点とその速度に影響を与え、その速度の変化は準主軸です（以下で少し説明します）。

彗星の軌道速度は明らかに、彗星が太陽にどれだけ近いかによって決まります。（等しい時間での等しい面積に関するケプラーの法則）、しかし、軌道にあるオブジェクトには平均速度もあり、これは準主軸と軌道周期に密接に関連しています。これは、この平均速度とAphelionでの速度です（最も遅い速度です）。これはこの議論にとって重要です。

太陽を周回する物体の軌道周期は、準長軸の3/2の累乗に正比例します。平均速度は、準長軸と太陽の間の距離の平方根と非常に密接に相関しています。

あなたが数百年または数千年の軌道周期を持つ彗星を手に入れるとき、それらの平均軌道速度は、天体では比較的遅いです。冥王星の平均軌道速度は約4.67 km / sで、アフェリオンでの最小速度は3.71 km / sです。 ソース。

軌道周期が長くなると、軌道速度はおおよそ相対距離の平方根で低下するため、軌道周期が1,000年（冥王星の約4倍）の彗星の場合、軌道速度は約1/2で、速度は遠日点では、おそらく1.8 km / s以下です。

彗星の脱出速度は、アフェリオンの軌道速度を41.4％増加させるだけです。したがって、アフェリオンでの1.8 km / sの軌道速度の長期周期彗星では、木星が彗星に約.75 km / sのプッシュを与えた場合、彗星を軌道から押し出して、太陽系から逃げるのに十分です。

したがって、木星が地球から遠ざかるように彗星を地球に等しく送ることができるのは論理的に思えるかもしれませんが、長期間の彗星が太陽系を脱出する必要がある比較的小さなプッシュは、ほぼ完璧な100フィートよりもはるかに可能性の高いシナリオになります地球の軌道に入れます。木星によって太陽系から投げ出される長周期彗星のオッズは、特に複数回の通過で比較的高く、地球に衝突することは、目隠しされた100フィートを打つようなものです。地球は小さな標的です。太陽系外は大きなターゲットです。

太陽系を脱出するために必要な追加の速度が大きい短周期彗星の場合、これは比例してそれほど真実ではありませんが、太陽系から投げ出されるために小さなプッシュのみを必要とする長期彗星の場合、統計的に、木星はたくさん投げますそれが地球に送るよりも多くのものを出します。

トリックは、私たちが話していることについて非常に具体的にすることです。たとえば、木星が小惑星帯を通って移動したり、カイパーベルトを通って外向きに移動したりする場合、そのサイズは、内部の太陽系に向かって多くのものを送り込みます。それ自体ではなく、常に地球を保護し、地球への影響を軽減します。それはどこにあるか、そして彗星の軌道は何であるかに依存しますが、特に長期間の彗星の場合、木星は地球に向けてよりも太陽系の外にそれらを送る可能性が非常に高いです。すべてではなく、統計的に可能性が高いだけです。

oortクラウドとそれに含まれる彗星/氷のオブジェクトの数について私たちが知らないことがたくさんあることは注目に値します。長周期彗星の何パーセントが、より遠くの近日点を持つ物体と比較して、木星横断星であるかはわかりません。星または大きな不正な惑星が地球のオールト雲を通過すると、氷のような物体のいくつかを地球に向けて送り出すことができます。（惑星9-存在する場合、おそらくそれほど多くはありませんが、その理論上の惑星はおそらく軌道の大部分をすでに取り除いているため）、それは内部の太陽系に物を送る際の主要なプレーヤーではなく、通過する巨大な通過オブジェクトですoortクラウドを介してそれを行うことができます、少なくとも、それは理論化されていますが、スペースがほとんど空であるため、そのようなイベントは非常にまれです。これらのまれなイベントが発生すると、

ショルツの星は約70,000年前に太陽から0.8光年以内に通過したと考えられており、そのような通過は多くのオールト雲オブジェクトを内部の太陽系の方へ送るのに十分近いかもしれません（0.8光年はまだ少し遠いですが） oortクラウドはおそらくかなり遠くまで空っぽなので、本当に良い数の新しい長周期の内部太陽系彗星の場合、0.1光年のパスか、もっと近いと思いますが、その近くを通過する巨大なオブジェクト非常にまれであり、……私は余談です）。

しかし、ショルツの星は、内部の太陽系を通過する長周期彗星に多くのオールト雲オブジェクトを変えたかもしれません。（それらの新しい彗星が私たちに到達するのはおそらく百万年になるので、私たちは長い間知りません）、しかし、ショルツがそうしたと仮定すると、そのイベントから内部の太陽系に入るどんな雲の雲オブジェクトも非常に長い周期のオブジェクトとJupiterは非常に得意です（時間が経つと、すぐには起こりません）。しかし、おそらく何百万年もかかる複数の長い周期の軌道では、Jupiterはそれらのほとんどを内部の太陽から取り除くのに非常に適しています。 -システム、しかしたまたま偶然にも、それはおそらく地球の方向にもいくつかを送るでしょう。木星がなかった場合、それらの長い期間の彗星が晴れるのにかなり長い時間がかかるので、その意味で、それは本当に長期の彗星から地球を守ります。木星（そしてより少ない範囲では土星）でなければ、それらの多くがあり、より多くの彗星はより多くの地球への影響を意味します。