Почему не все орбиты имеют круглую форму?

Глядя на многие карты Солнечной системы можно подумать, что все объекты в космосе движутся по траекториям идеально круглой формы — но это далеко от правды. На самом деле, орбиты бывают самых разных форм. Портал livescience.com рассказал, почему.

Прежде всего, важно понимать физику перемещений в космосе. Если говорить об орбитах, то замешаны два фактора. Первый — инерция, которая направляет движущийся объект в определенном направлении. А второй — гравитация, сила притяжения. Огромные объекты, вроде планет, обладают сильной гравитацией, которая позволяет им притягивать другие объекты к себе.

Именно взаимодействие гравитации и инерции создает орбиты. Если эти силы находятся в равновесии, то орбита приобретает овальную форму: впервые этот феномен описал немецкий ученый XVII века Иоганн Кеплер. До Кеплера люди думали, что планеты движутся по идеально круглым путям. Однако Марс, обладатель самой эллиптической орбиты среди всех планет Солнечной системы, не вписывался в это правило. Кеплер сообразил, что разгадка траектории Марса заключена в эллиптической орбите, и применил это объяснение к другим планетам.

Однако овальные орбиты, которые подразумевал Кеплер, на самом деле лишь отдаленно похожи на реальные траектории космических объектов. Инерция и гравитация, воздействующие на тот или иной объект, постоянно меняются. Если инерция слишком сильная или, напротив, гравитация слишком слабая, то могут формироваться и другие паттерны. Например, гравитация Солнца притягивает к себе кометы, которые имеют крайне высокую инерцию: они могут пролетать через целые галактики, из-за чего их орбита похожа на продолговатый овал.

Численность объектов во вселенной также может осложнять динамику орбит. Чем больше объектов, тем больше источников гравитации, которые могут повлиять на траекторию. Для примера, если астероид проходит через Солнечную систему, то его притягивает не только Солнце, но и близлежащие планеты. Знаменитые Троянские астероиды состоят в динамических отношениях с Юпитером и Солнцем. Технически они вращаются вокруг последнего, однако гравитация Юпитера также затягивает астероиды на искривленную овальную траекторию вокруг планеты. Из-за этого их орбита по форме может быть похожа на головастика или даже подкову.