Mecanismo de Kozai
En la mecánica celeste , el mecanismo Kozai o mecanismo Lidov-Kozai o mecanismo Kozai-Lidov , también conocido como el Kozai , Lidov-Kozai o Kozai-Lidov efecto , oscilaciones , ciclos o de resonancia , es un fenómeno dinámico que afecta a la órbita de un sistema binario perturbado por un tercer cuerpo distante bajo ciertas condiciones, causando de la órbita argumento de pericentro a oscilar 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 retrógrado .
Se ha descubierto que el efecto es un factor importante que da forma a las órbitas de los satélites irregulares de los planetas, objetos transneptunianos , planetas extrasolares y sistemas estelares múltiples . [1] : v Hipotéticamente promueve 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 su aplicación a las órbitas de asteroides perturbados por Júpiter . [4]Las citas de los artículos iniciales de Kozai y Lidov han aumentado drásticamente 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, denominada 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 a partir del hamiltoniano a través de las ecuaciones canónicas de Hamilton , que relacionan las derivadas en el tiempo 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 gravitacional mutua es compleja. En general, el comportamiento de un sistema de tres cuerpos durante largos períodos de tiempo es enormemente sensible a cualquier cambio leve 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 durante un período de tiempo indefinido, excepto en casos especiales. [5] : 221 En cambio, se utilizan métodos numéricos para los tiempos de pronóstico limitados por la precisión disponible. [6] : 2, 10
