mecanismo Kozai
En mecánica celeste , el mecanismo Kozai o mecanismo Lidov-Kozai o mecanismo Kozai-Lidov , también conocido como efecto Kozai , Lidov-Kozai o Kozai-Lidov , oscilaciones , ciclos o resonancia , es un fenómeno dinámico que afecta la órbita de un sistema binario. perturbado por un tercer cuerpo distante bajo ciertas condiciones, lo que hace que el argumento del pericentro de la órbita oscile alrededor de un valor constante , lo que a su vez conduce a un intercambio periódico entre su excentricidad yinclinación _ El proceso ocurre en escalas de tiempo mucho más largas que los períodos orbitales. Puede conducir una órbita inicialmente casi circular a una excentricidad arbitrariamente alta, y cambiar una órbita inicialmente moderadamente inclinada entre un movimiento progrado y uno retrógrado .
Se ha descubierto que el efecto es un factor importante que da forma a las órbitas de los satélites irregulares de los planetas, los objetos transneptunianos , los planetas extrasolares y los sistemas estelares múltiples . [1] : v Promueve hipotéticamente fusiones de agujeros negros . [2] Fue descrito por primera vez en 1961 por Mikhail Lidov mientras analizaba las órbitas de los satélites artificiales y naturales de los planetas. [3] En 1962, Yoshihide Kozai publicó este mismo resultado en aplicación a las órbitas de asteroides perturbados por Júpiter . [4]Las citas de los artículos iniciales de Kozai y Lidov han aumentado considerablemente en el siglo XXI. A partir de 2017 [actualizar], el mecanismo se encuentra entre los fenómenos astrofísicos más estudiados. [1] : vi
En la mecánica hamiltoniana, un sistema físico se especifica mediante una función, llamada hamiltoniana y denotada , de coordenadas canónicas en el espacio de fase . Las coordenadas canónicas consisten en las coordenadas generalizadas en el espacio de configuración y sus momentos conjugados , para , para los N cuerpos en el sistema ( para el efecto Kozai-Lidov). El número de pares necesarios para describir un sistema dado es el número de sus grados de libertad .
Los pares de coordenadas generalmente se eligen de tal manera que simplifiquen los cálculos necesarios para resolver un problema en particular. Un conjunto de coordenadas canónicas se puede cambiar a otro mediante una transformación canónica . Las ecuaciones de movimiento para el sistema se obtienen del hamiltoniano a través de las ecuaciones canónicas de Hamilton , que relacionan las derivadas temporales de las coordenadas con las derivadas parciales del hamiltoniano con respecto a los momentos conjugados.
La dinámica de un sistema compuesto por tres cuerpos que actúan bajo su atracción gravitatoria mutua es compleja. En general, el comportamiento de un sistema de tres cuerpos durante largos períodos de tiempo es enormemente sensible a cualquier ligero cambio en las condiciones iniciales , incluidas incluso pequeñas incertidumbres en la determinación de las condiciones iniciales y errores de redondeo en la aritmética de coma flotante por computadora. La consecuencia práctica es que el problema de los tres cuerpos no se puede resolver analíticamente por un tiempo indefinido, excepto en casos especiales. [5] : 221 En cambio, se utilizan métodos numéricos para tiempos de pronóstico limitados por la precisión disponible. [6] : 2, 10
