мини|275x275пкс| Лапласовата резонанца со три тела поставена за трите Галилееви месечини на Јупитер. При конјункција нивната боја накратко се менува. Има две врзувања Ија-Европа (зелена) и три Ија-Ганимед (сива) за една конјункција на Европа-Ганимед (магента). Овој дијаграм не е во размер. Во небесната механика, орбитална резонанца се јавува кога телата кои орбитираат вршат меѓусебно редовно, периодично гравитациско влијание, обично затоа што нивните орбитални периоди се поврзани со однос на мали цели броеви. Најчесто, оваа врска се наоѓа помеѓу неколку тела. Физичкиот принцип зад орбиталната резонанца е сличен на концептот на туркање дете на нишалка, при што орбитата и нишалката имаат природна честота, а телото што „турка“ делува со периодично повторување за да има кумулативен ефект врз движењето. Орбиталните резонанци во голема мера го подобруваат взаемното гравитациско влијание на телата (т.е. нивната способност меѓусебно да ги менуваат или ограничуваат орбитите). Во повеќето случаи, ова предизвикува нестабилно взаемно дејство, во кое телата разменуваат импулс и ги менуваат орбитите сè додека резонанцата ја снема. Во одредени усови, резонантниот систем може да биде самокорегирачки и на тој начин да стане стабилен. Вакви примери се 1:2:4 резонанцата меѓу месечините на Јупитер Ганимед, Европа и Ија, и 2:3 резонанцата помеѓу Плутон и Нептун. Нестабилните резонанци на Сатурновите внатрешни месечини ги предизвикуваат јазовите кај Сатурновите прстени. Посебниот случај на резонанца 1:1 помеѓу тела со слични орбитални пречници предизвикува големите тела од Сончевиот Систем најчесто да ги исфрлаат другите тела со кои ја споделуваат орбитата; ова е дел од многу пообемниот процес на расчистување на соседството, ефект што се користи во сегашната дефиниција за планета.
Соодносот на бинарна резонанца во оваа статија треба да се толкува како однос на бројот на револуции завршени во ист временски интервал, а не како однос меѓу орбиталните периоди, што би бил реципрочен однос. Така, погоре опишаниот однос од 2:3 значи дека Плутон двапати кружи околу Сонцето за времето што му е потребно на Нептун да направи три круга. При резонанца меѓу три или повеќе тела, може да се користат двата типа на однос, а типот на односот ќе биде наведен.
Историја По откривањето на Њутновиот закон за универзална гравитација во 17 век, многу математичари се преокупирале за стабилноста на Сончевиот Систем, меѓу кои и Пјер Симон Лаплас. Стабилните орбити кои се јавуваат при приближување со две тела го занемаруваат влијанието на другите тела. Ефектот од овие дополнителни взаемни дејства врз стабилноста на Сончевиот Систем е многу мал, но на почетокот не било познато дали при можна кумулација на ефектот на подолг рок тој може значително да ги промени параметрите на орбитата и да доведе до сосема поинаква конфигурација или дали некои други стабилизирачки фактори може да ја сочуваат конфигурацијата на орбитите на планетите.
Лаплас ги понудил првите одговори и ја објаснил поврзаната орбита на галилеевите месечини (види подолу). Пред Њутн, исто така имало разгледување на соодносите и пропорциите во орбиталните движења, во она што се нарекувало „музика на сферите“ или музика на универзумот.
Статијата за резонантните дејства ја опишува резонанцата во општото опкружување. Главна цел на проучувањето на динамичките системи е да се открие и да се опише многу поедноставен модел на системот на врзување. Аналогно на тоа, кај орбиталната резонанца поголемо тело врши периодичен гравитациски удар врз помало тело, додека тоа минува покрај него. Местата во орбитата каде се врши ударот се наречени Арнолдови јазици.
Видови на резонанца мини|300x300пкс| Големата полуоска на резонантните заднептунски тела (црвено) се збиени на места на резонанции со низок цел број со Нептун (вертикални црвени ленти горе), во споредба со кубевано телата (сино) и нерезонантните (или не се знае дека се резонантни) расеани тела (сиво). мини|300x300пкс| Табела за распоредот на големите полуоски на астероидите, која ги прикажуваКерквудовите јазови во кои орбитите се дестабилизирани од резонанцата со Јупитер мини|300x300пкс| Бранови со спирална густина кај Сатурновите прстени под влијание на резонанците од внатрешните месечини. Ваквите бранови се шират од планетата (горе лево). Многуте бранови на средина се резултат од 6:5 резонанцата со Јанус. мини|200x200пкс| Титановото прстенче во Колумбовиот јаз кај Ц прстенот на Сатурн (на средина) и наклонетите орбити на резонантните честички во свиен бран веднаш до него има апсидни и нодални прецесии, во пропорција со Титановото средно движење. Орбиталната резонанца може да:
содржи еден или комбинација од орбитални параметри (на пр. ексцентричност во однос со главна полуоска, или орбитално занесување во однос со наклонот). влијае на секој временски рок, од краткорочен, во кој се споредуваат орбиталните периоди, до секуларен, за мерења од 104 до 106 години. доведе до долгорочно стабилизирање на орбитите или да биде причина за нивна дестабилизација.
Орбитална резонанца на средно движење се јавува кога две тела имаат периоди на обиколка кои се во меѓусебен однос од цел број. Во зависност од околностите, ова може или да ја стабилизира или да ја дестабилизира орбитата. Стабилизација се јавува кога двете тела се движат на синхронизиран начин при што никогаш не се доближуваат мегу себе. На пример:
Орбитите на Плутон и плутината се стабилни, и покрај тоа што ја пресекуваат орбитата на многу поголемиот Нептун, затоа што се во 2:3 резонанца со него. Резонанцата им овозможува секогаш кога ќе се приближуат до перихелот и орбитата на Нептун, Нептун да е постојано оддалечен (во просек една четвртина од неговата орбита). Другите (во многу поголем број) тела кои ја пресекуваат орбитата на Нептун, а не биле во резонанца биле исфрлени од тој регион поради силните растројувања од Нептун. Исто така, има помали, но значајни групи на резонантни заднептунски тела кои имаат 1:1 (Нептунските тројанци), 3:5, 4:7, 1:2 (тутини) и 2:5 резонанца меѓу другите, во однос на Нептун. . Во астероидниот појас на растојание од преку 3,5 AЕ од Сонцето, во 3:2, 4:3 и 1:1 резонанците со Јупитер се наоѓаат групи на астероиди (Хилдовото семејство, неколкуте Туле астероиди и многуте тројански астероиди).
Орбиталните резонанции исто така може да дестабилизираат една од орбитите. Овој процес може да се искористи за да се најдат енергетски ефикасни начини за деорбитирање на вселенските летала. За малите тела, дестабилизацијата е всушност многу поверојатна. На пример:
Во астероидниот појас на оддалеченост од 3,5 AЕ од Сонцето, основните резонанци на средно движење со Јупитер се местата на јазови во присуството на астероиди, Керквудови јазови (најзабележителни се во 4:1, 3:1, 5:2, 7:3 и 2:1 резонанцата). Астероидите се исфрлани од овие скоро празни појаси поради повторливите растројувања. Сепак, сè уште има привремено присуство на астероиди во близина на овие резонанции. На пример, астероидите од Алиндското семејство се блиску до 3:1 резонанцата, при што нивната орбитална занесеност постојано се зголемува со дејството на Јупитер додека конечно не се сретнат со внатрешна планета која ги исфрла од резонанцата. Во Сатурновите прстени, Касини јазот е празнина помеѓу внатрешниот прстен Б и надворешниот прстен А кој настанал поради чистење предизвикано од 2:1 резонанца со месечината Мимант. (Поточно, местото на резонанца е Хајгенсовиот јаз, кој е надворешната граница на прстенот Б). Кај Сатурновите прстеви, Енке и Килер јазовите во Прстенот А се расчистуваат со 1:1 резонанции со месечинките Пан и Дафнис, соодветно. Надворешниот раб на прстенот А се одржува со дестабилизирачка 7:6 резонанца со месечината Јанус .
Повеќето тела кои се во резонанца орбитираат во иста насока; сепак, повратниот астероид 514107 Каепаокакаавела изгледа дека е во стабилна (за најмалку милион години) 1:−1 резонанца со Јупитер. Исто така, пронајдени се неколку повратни дамоклоиди кои се привремено заробени во резонанца на средно движење со Јупитер или Сатурн. Ваквите орбитални интеракции се послаби од интеракциите помеѓу телата кои орбитираат во иста насока.
Лапласовата резонанца е резонанца на три тела со однос 1:2:4 на орбиталниот период (еквивалентно на односот на орбитите 4:2:1). Терминот името го добил по Пјер Симон Лаплас кој ја открил ваквата резонанца кај месечините на Јупитер: Ија, Европа и Ганимед. Сега се применува и за други резонанци со 3 тела со еднакви соодноси, како и за онаа помеѓу вонсончевите планети Глизе 876 ц, б и e. Резонанците со три тела кои имаат друг однос на целите броеви се означени како „Лапласоидна“ или „Лапласов тип“.
Линдбладoвата резонанца поттикнува спирални бранови во галаксиите (каде што ѕвездите се принудени од спиралните краци) и во Сатурновите прстените (каде честичките во прстените честички се принудени од Сатурновите месечините).
Секуларна резонанца се јавува кога прецесијата на две орбити е синхронизирана (обично прецесија на перихелот или нагорниот јазол). Мало тело во секуларна резонанца со многу поголемо (на пр. планета) ќе врши прецесија на исто ниво како и големото тело. По многу долго време (милион години) секуларната резонанца ќе ја промени ексцентричноста и наклонетоста на малото тело.
Познати се секуларните резонанци со Сатурн. Резонанца помеѓу прецесијата на вртежната оска на Сатурн и прецесијата на орбиталната оска на Нептун (и двете имаат период од околу 1,87 милион години) се смета дека е веројатната причина на големиот осен наклон на Сатурн (26,7°). На почетокот, Сатурн веројатно имал наклон сличен на оној на Јупитер (3,1°). Со постепеното исцрпување на Кајперовиот Појас се намалила стапката на прецесија на орбитата на Нептун; и на крајот, честотите со Сатурн се совпаднале, а осната прецесија на Сатурн била заробена во резонантна орбита, што довело до зголемување на наклонот на Сатурн. (Аголниот импулс на орбитата на Нептун е за 104 пати поголем од брзината на ротација на Сатурн и така доминира во интеракцијата.)
Секуларната резонанца на перихелот помеѓу астероидите и Сатурн (ν6 = g − g6 ) го одредува обликот на астероидниот појас (бројот „6“ во равенката значи дека Сатурн шестата планета од Сонцето). На астероидите кои му се приближуваат полека им се зголемува орбиталното занесување сè додека не станат марсопресекувачи, и тогаш тие обично се исфрлаат од астероидниот појас по нивно доближување до Марс. Оваа резонанца ги одредува внатрешните и „страничните“ граници на астероидниот појас на околу 2 ае, и неговиот наклон од околу 20°.
Симулациите навеле дека евентуалното формирање на секуларна резонанца на перихелот помеѓу Меркур и Јупитер (g1 = g5) може во голема мера да го зголеми занесувањето на Меркур и можеби да го дестабилизира внатрешниот Сончев Систем (по неколку милијарди години).
Титановото прстенче во Сатурновиот Ц прстен е последица на друг тип на резонанца во која стапката на апсидна прецесија на една орбита се совпаѓа со брзината на кружење на друга. Надворешниот крај на овој занесен прстен секогаш покажува кон главната месечина на Сатурн, Титан.
Козаиева резонанца се јавува кога наклонетоста и занесувањето на нарушена орбита осцилираат синхроно (се зголемува занесувањето додека истовремено се намалува наклонот и обратно). Оваа резонанца се однесува само на тела со орбити со висок наклон; како последица на тоа, таквите орбити имаат тенденција да бидат нестабилни, бидејќи зголемувањето на занесот би значело намалување на перицентарот, што обично доведува до судир или (за големи месечини) уништување од плимните сили.
Резонанца на средно движење во Сончевиот Систем десно|мини|300x300пкс| Приказ на претпоставената резонанца на Хаумеја од 7:12 со Нептун во ротирачка рамка. Нептун се наоѓа во сината точка во долниот десен дел. Променливото орбитално порамнување на Хаумеја во однос на Нептун периодично се менува (либрира), со што се зачувува резонанцата.