Apakah Jupiter membantu melindungi Bumi terhadap dampak komet atau asteroid?
Beberapa astronom percaya bahwa satu alasan Bumi dapat dihuni adalah karena gravitasi Jupiter membantu melindungi kita dari beberapa komet. Komet periode panjang, khususnya, memasuki tata surya dari jangkauan luarnya. Gravitasi Yupiter diperkirakan mengeluarkan sebagian besar bola es yang bergerak cepat ini dari tata surya sebelum mereka bisa mendekati Bumi. Jadi komet periode panjang dianggap hanya menyerang Bumi pada rentang waktu yang sangat panjang yaitu jutaan atau puluhan juta tahun. Tanpa Yupiter di dekatnya, komet jangka panjang akan lebih sering bertabrakan dengan planet kita.
Dari: http://earthsky.org/space/is-it-true-that-jupiter-protects-earth
Secara intuitif, bagi saya kelihatannya bahwa sementara benda besar apa pun di Tata Surya akan membelokkan lintasan beberapa komet / asteroid yang jika tidak akan menimbulkan ancaman bagi Bumi, itu juga harus benar bahwa beberapa benda yang tidak berada dalam tabrakan tentu saja akan diarahkan kepada kami setelah lintasan mereka dibelokkan. Kenapa tidak begitu?
Jawaban:
Jawaban banyak, sebagian besar ringan pada Matematika:
Kata kuncinya di sini (dan artikel tersebut menggunakan kata ini) adalah "komet periode panjang".
Pertama ada dampak Jupiter, tapi itu persentase yang relatif rendah, karena bahkan Jupiter besar cukup kecil dibandingkan dengan orbitnya. Bahkan jika Anda memperluasnya ke batas Roche di mana komet dapat pecah, itu masih merupakan target yang sangat kecil dalam skema besar hal.
Tetapi setiap komet yang lewat di dekat Yupiter (tetapi tidak menabraknya, ditangkap olehnya atau pecah di batas Roche) membuat orbitnya sedikit berubah oleh bantuan gravitasi. Massa Yupiter yang tinggi dan kecepatan orbitnya yang relatif tinggi menjadikannya sebagai gravitasi yang membantu raja tata surya.
Semakin dekat celah ke Jupiter, semakin besar perubahannya. Gravitasi membantu, mengubah arah dan kecepatan. Mereka tidak dapat mengubah hanya satu. Aman untuk mengasumsikan bahwa setengah dari gravitasi tersebut membantu menambah kecepatan ke komet dan setengah mengurangi kecepatan. Berbicara dengan sangat longgar, arah komet memengaruhi Perihelion dan kecepatannya dan setiap perubahan dalam kecepatannya mempengaruhi sumbu semi-mayornya (dijelaskan sedikit di bawah).
Kecepatan orbit komet jelas tergantung pada seberapa dekat komet terhadap matahari. (Hukum Kepler tentang daerah yang sama pada waktu yang sama), tetapi benda yang mengorbit juga memiliki kecepatan rata-rata, yang terkait erat dengan sumbu semi-mayor dan periode orbital, dan ini adalah kecepatan rata-rata dan kecepatan di Aphelion (itu kecepatan paling lambat) yang penting untuk diskusi ini.
Periode orbit objek apa pun yang mengorbit matahari berbanding lurus dengan kekuatan 3/2 dari sumbu semi-mayor. Kecepatan rata-rata berkorelasi sangat erat dengan akar kuadrat jarak antara sumbu semi-mayor dan Matahari.
Ketika Anda mendapatkan komet dengan periode orbit ratusan atau ribuan tahun, kecepatan orbit rata-rata mereka, relatif lambat untuk benda langit. Kecepatan orbital rata-rata Pluto adalah sekitar 4,67 km / s dan kecepatan minimumnya di Aphelion adalah 3,71 km / s. Sumber .
Untuk periode orbital yang lebih lama, kecepatan orbital turun, kira-kira oleh akar kuadrat dari jarak relatif, sehingga komet dengan periode orbital 1.000 tahun (sekitar 4 kali Pluto), akan memiliki kecepatan orbital sekitar 1/2 lebih banyak dan kecepatan di Aphelion mungkin 1,8 km / s atau sedikit kurang.
Escape Velocity untuk komet hanya membutuhkan peningkatan 41,4% pada kecepatan orbital Aphelion, jadi, dengan komet periode panjang kecepatan orbital 1,8 km / s di Aphelion, jika Jupiter memberikan komet itu dorongan hanya sekitar 0,75 km / s, itu akan berarti cukup untuk mendorong komet itu keluar dari orbit, di mana ia lolos dari tata surya.
Jadi, sementara itu mungkin tampak logis bahwa Jupiter dapat mengirim sebuah komet sama ke arah bumi dari Bumi, dorongan yang relatif kecil yang diperlukan komet periode panjang untuk melarikan diri dari tata surya, membuat skenario yang jauh lebih mungkin daripada 100 kaki yang hampir sempurna. dimasukkan ke dalam orbit Bumi. Peluang komet periode panjang yang terlempar keluar dari tata surya oleh Jupiter relatif tinggi, terutama dengan banyak lintasan, di mana, memukul Bumi seperti memukul 100 kaki dengan menutup mata. Bumi adalah target kecil. Keluar dari tata surya adalah target besar.
Untuk komet periode yang lebih pendek di mana kecepatan tambahan yang diperlukan untuk keluar dari tata surya lebih besar, ini tumbuh secara proporsional kurang benar, tetapi untuk komet periode panjang yang hanya membutuhkan dorongan kecil untuk dikeluarkan dari tata surya, secara statistik, Jupiter sering melempar banyak lebih banyak dari mereka yang dikirim ke bumi.
Caranya adalah dengan sangat spesifik tentang apa yang kita bicarakan. Jika Jupiter, misalnya, bermigrasi melalui sabuk asteroid, atau bermigrasi keluar melalui sabuk Kuiper, maka ukurannya akan mengirim banyak barang ke arah tata surya bagian dalam. Itu tidak dengan sendirinya, selalu akan melindungi Bumi dan mengurangi dampak Bumi. Itu tergantung di mana itu dan apa orbit komet-komet itu, tetapi khusus untuk komet jangka panjang, Jupiter lebih cenderung mengirim mereka keluar dari tata surya daripada menuju Bumi. Tidak semua, hanya secara statistik lebih mungkin.
Perlu dicatat bahwa ada banyak hal yang tidak kita ketahui tentang awan oort dan berapa banyak komet / objek es di dalamnya. Kita tidak tahu berapa persentase komet periode panjang yang merupakan jupiter-crossers vs objek dengan perihelion yang lebih jauh. Ketika sebuah bintang atau planet jahat besar melewati awan Oort Bumi, ia dapat mengirim beberapa objek es ke Bumi. (Planet 9 - jika ada, mungkin tidak begitu banyak, karena planet teoretis itu mungkin sudah sebagian besar mengorbit orbitnya), jadi itu bukan pemain kunci dalam mengirimkan barang ke sistem tata surya bagian dalam, tetapi benda melintas besar yang lewat melalui cloud oort dapat melakukan itu, setidaknya, yang diteorikan, meskipun peristiwa seperti itu sangat jarang karena ruang sebagian besar kosong. Ketika peristiwa langka itu terjadi, maka ada '
Bintang Scholz diperkirakan telah lewat dalam 0,8 tahun cahaya dari matahari kita sekitar 70.000 tahun yang lalu dan lintasan seperti itu mungkin cukup dekat untuk mengirim banyak objek awan Oort ke arah tata surya bagian dalam (meskipun 0,8 tahun cahaya masih agak jauh , karena awan oort mungkin cukup kosong sejauh itu. Untuk jumlah yang sangat baik dari komet-sistem tata surya dalam jangka panjang yang baru, Anda mungkin ingin 0,1 tahun cahaya berlalu, atau lebih dekat ... tetapi benda-benda besar melewati sedekat itu sangat jarang, dan ... saya ngelantur).
Tetapi bintang Scholz mungkin telah mengubah sejumlah objek awan Oort menjadi komet jangka panjang yang melewati tata surya bagian dalam. (Kita tidak akan tahu untuk waktu yang lama, karena mungkin akan ada sejuta tahun bagi komet-komet baru itu untuk mencapai kita), Tetapi dengan asumsi Scholz melakukan itu, benda awan oort yang memasuki sistem tata surya bagian dalam dari peristiwa itu adalah objek periode sangat panjang dan Jupiter akan cukup bagus (seiring waktu, itu tidak akan terjadi dengan cepat), tetapi selama beberapa orbit periode panjang yang mungkin membutuhkan jutaan tahun, Jupiter akan cukup baik dalam menghilangkan sebagian besar dari matahari bagian dalam -sistem, tetapi hanya secara kebetulan, itu mungkin akan mengirim beberapa ke arah Bumi juga. Jika tidak ada Yupiter, akan butuh waktu lebih lama bagi komet-komet periode panjang itu untuk dibersihkan, jadi dalam pengertian itu, itu benar-benar melindungi Bumi dari komet periode panjang. Akan ada lebih banyak dari mereka jika bukan untuk Jupiter (dan pada tingkat lebih rendah, Saturnus) dan lebih banyak komet akan berarti lebih banyak dampak Bumi.
sumber