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커크우드 간극

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목차

1. 개요

커크우드 간극은 소행성대에서 소행성의 분포가 감소하는 틈새를 의미하며, 목성과 소행성의 궤도 공명 현상으로 인해 발생한다. 주요 커크우드 간극은 1.78 AU (5:1 공명), 2.06 AU (4:1 공명), 2.50 AU (3:1 공명), 2.82 AU (5:2 공명), 2.96 AU (7:3 공명), 3.28 AU (2:1 공명), 3.97 AU (3:2 공명), 4.30 AU (4:3 공명) 등에서 관측된다. 소행성대는 궤도 장반경에 따라 내부, 중간, 외부 영역으로 구분되며, 각 영역에는 특정 소행성들이 분포한다.

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커크우드 간극
커크우드 간극
커크우드 간극
주 소행성대 분포에서 보이는 커크우드 간극. 이 그림은 소행성대에서 소행성 공전 궤도의 긴반지름을 나타낸다. 보다시피, 특정 긴반지름에서 소행성은 거의 보이지 않는데, 이 지점이 커크우드 간극이다.
발견자다니엘 커크우드(Daniel Kirkwood)
발견일1866년
원인목성과의 평균 운동 공명
행성 이동
위치주 소행성대
주요 커크우드 간극
2.06 AU목성과의 4:1 평균 운동 공명
2.25 AU목성과의 7:2 평균 운동 공명
2.33 AU목성과의 10:3 평균 운동 공명
2.5 AU목성과의 3:1 평균 운동 공명
2.71 AU목성과의 8:3 평균 운동 공명
2.82 AU알린다족 소행성의 안쪽 경계
2.95 AU목성과의 5:2 평균 운동 공명
3.27 AU목성과의 7:3 평균 운동 공명
3.7 AU목성과의 2:1 평균 운동 공명
추가 정보
설명소행성대 내에서 특정 공전 궤도 긴반지름을 갖는 소행성의 밀도가 현저히 낮은 영역. 목성과의 궤도 공명에 의해 발생함.

2. 주요 간극

커크우드 간극은 소행성대에서 소행성이 드물게 분포하는 영역으로, 목성과의 궤도 공명으로 인해 발생한다.[4] 소행성의 궤도는 타원형이어서 많은 소행성들이 여전히 간극에 해당하는 반지름을 통과하지만, 이러한 간극에서 소행성의 실제 공간 밀도는 인접 지역과 크게 다르지 않다.[5]

주요 간극은 목성과의 3:1, 5:2, 7:3, 2:1 평균 운동 공명에서 발생한다. 예를 들어 3:1 커크우드 간극에 있는 소행성은 목성이 한 바퀴 돌 때 태양 주위를 세 바퀴 돈다.[6] 소행성대의 주요 집단은 3:1 커크우드 간극(2.5AU)을 기준으로 내부 영역과 외부 영역으로 나눌 수 있으며, 외부 영역은 5:2 간극(2.82AU)을 기준으로 중간 영역과 외부 영역으로 더 나눌 수 있다.[7]

2. 1. 주요 공명 간극

커크우드 간극 중 가장 뚜렷한 곳은 다음 평균 궤도 반지름을 가진다.[4]

공명평균 궤도 반지름 (AU)소행성군
5:11.780
4:12.065
3:12.502알린다군
5:22.825
7:32.958
2:13.279헤쿠바 간극, 그리쿠아군
3:23.972힐다군
4:34.296툴레군



더 약하거나 좁은 간극은 다음 위치에서도 발견된다.[4]

공명평균 궤도 반지름 (AU)소행성군
9:21.909
7:22.258
10:32.332
8:32.706
9:43.031
11:53.077
11:63.474
9:53.517
7:43.584키벨레군
5:33.702



주요 간극은 목성과의 3:1, 5:2, 7:3, 2:1 평균 운동 공명에서 발생한다. 예를 들어 3:1 커크우드 간극에 있는 소행성은 목성이 한 바퀴 돌 때 태양 주위를 세 바퀴 돈다. 더 약한 공명은 다른 궤도 장반축 값에서 발생하며, 근처보다 소행성이 적게 발견된다. (예: 장반축이 2.71AU인 소행성의 8:3 공명).[6]

소행성대의 주요 집단은 3:1 커크우드 간극(2.5AU)을 기준으로 내부 영역과 외부 영역으로 나눌 수 있다. 외부 영역은 5:2 간극(2.82AU)을 기준으로 중간 영역과 외부 영역으로 더 나눌 수 있다.[7]

영역구분주요 소행성
내부 영역4:1 공명 (2.06AU)베스타
중간 영역3:1 공명 (2.5AU)세레스, 팔라스
외부 영역5:2 공명 간극 (2.82AU)히기아
외부 영역 너머2:1 공명 간극 (3.28AU)실비아


2. 2. 기타 간극

더 약하거나 좁은 커크우드 간극은 다음 평균 궤도 반지름에서도 발견된다.[4]

공명평균 궤도 반지름 (AU)소행성군
9:21.909
7:22.258
10:32.332
8:32.706
9:43.031
11:53.077
11:63.474
9:53.517
7:43.584키벨레 소행성
5:33.702


3. 소행성대 영역

소행성 궤도는 타원형이므로, 소행성 위치를 한 번에 스냅샷으로 찍어서는 커크우드 간극을 볼 수 없다. 많은 소행성이 여전히 간극에 해당하는 반지름을 통과하기 때문이다. 이러한 간극에서 소행성의 실제 공간 밀도는 인접 지역과 크게 다르지 않다.[5]

주요 간극은 목성과의 3:1, 5:2, 7:3, 2:1 평균 운동 공명에서 발생한다. 예를 들어 3:1 커크우드 간극에 있는 소행성은 목성이 한 바퀴 도는 동안 태양 주위를 세 바퀴 돈다. 더 약한 공명은 다른 궤도 장반축 값에서 발생하며, 근처보다 소행성이 적게 발견된다.[6]

3. 1. 영역 구분

소행성대의 주요 또는 핵심 집단은 2.5AU의 3:1 커크우드 간극으로 구분되는 내부 영역과 외부 영역으로 나눌 수 있으며, 외부 영역은 2.82AU의 5:2 간극으로 중간 영역과 외부 영역으로 더 나눌 수 있다.[7]

영역공명궤도 장반축 (AU)주요 소행성
영역 I (내부 영역)4:1 공명2.06AU4 베스타
영역 II (중간 영역)3:1 공명2.5AU1 세레스, 2 팔라스
5:2 공명 간극2.82AU
영역 III (외부 영역)10 히기아, 87 실비아
2:1 공명 간극3.28AU



가장 뚜렷하게 간극이 나타나는 궤도 장반축은 다음과 같다.

궤도 장반축 (AU)공명관련 소행성군
5:1 공명
2.065AU4:1 공명
2.502AU3:1 공명알린다군
2.825AU5:2 공명
2.958AU7:3 공명
3.279AU2:1 공명헥바의 간극, 그리스군
3.972AU3:2 공명힐다군
4.296AU4:3 공명투레군



약한 간극이나 좁은 간극이 나타나는 궤도 장반축은 다음과 같다.

궤도 장반축 (AU)공명관련 소행성군
1.909AU9:2 공명
2.258AU7:2 공명
2.332AU10:3 공명
2.706AU8:3 공명
3.031AU9:4 공명
3.077AU11:5 공명
3.474AU11:6 공명
3.517AU5:3 공명
3.584AU7:4 공명큐베레이군
3.702AU5:3 공명


참조

[1] 논문 Secular resonances inside mean-motion commensurabilities: the 4/1, 3/1, 5/2 and 7/3 cases. 1995
[2] 서적 Banners in the Wilderness: The Early Years of Washington and Jefferson College https://archive.org/[...] University of Pittsburgh Press 1956
[3] 논문 Dynamical Structure of the 2/1 Commensurability with Jupiter and the Origin of the Resonant Asteroids 1998
[4] 논문 A record of planet migration in the main asteroid belt http://www.eaps.purd[...] 2016-12-13
[5] 논문 The spatial density of asteroids and its variation with asteroidal mass 1990
[6] 학회발표 Kirkwood Gaps and Resonant Groups Kluwer Academic Publishers 1993-06-18
[7] 논문 Mass distribution in the asteroid belt 1992


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