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Concept
Résonance orbitale
Résumé
vignette|Résonance de Laplace entre trois lunes galiléennes, où les rapports sont des ratios de périodes orbitales
La résonance orbitale est, en astronomie, la situation dans laquelle les orbites de deux objets célestes et , en révolution autour d'un barycentre commun, ont des périodes de révolution et commensurables, c'est-à-dire dont le rapport est un nombre rationnel. C'est un cas particulier de résonance mécanique qui est aussi appelé résonance de moyen mouvement. La résonance orbitale est couramment notée où et sont deux nombres entiers naturels.
Par exemple, dans le Système solaire, la planète naine Pluton est en résonance 2:3 avec la planète Neptune, c'est-à-dire que Pluton effectue deux révolutions autour du Soleil pendant que Neptune en réalise trois. Cette résonance est stable : une perturbation de l'orbite de Pluton serait corrigée par l'attraction de Neptune.
La résonance orbitale ne doit pas être confondue avec la résonance spin-orbite qui est la situation dans laquelle la période de rotation et la période de révolution d'un même objet céleste sont commensurables.
Lorsque plus de deux objets sont en résonance, comme dans les cas des trois lunes galiléennes Io, Europe et Ganymède, on parle de résonance de Laplace.
Depuis la publication des lois de Newton, le problème de la stabilité des orbites a préoccupé beaucoup de mathématiciens comme Laplace ou Poincaré (mémoire « Sur le problème des trois corps et les équations de la dynamique »). Comme la solution du problème à deux corps ne prend pas en compte les interactions mutuelles entre les planètes, de petites interactions vont sûrement s’accumuler et finir par changer les orbites ; ou alors, il reste à découvrir de nouveaux mécanismes qui maintiennent la stabilité de l’ensemble. C’est aussi Laplace qui a trouvé les premières réponses pour expliquer la remarquable danse des lunes de Jupiter. On peut dire que ce champ d’investigation est resté très actif depuis et il reste toujours des mystères à élucider (par exemple les interactions des petites lunes avec les particules des anneaux des planètes géantes).
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vignette|redresse=1.6|Les principaux satellites naturels du Système solaire, à l'échelle par rapport à la Terre. Un satellite naturel est un objet céleste en orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. Ils peuvent être de grosse taille et ressembler à de petites planètes. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune, le satellite naturel de la Terre.
Planète
thumb|Les huit planètes connues du Système solaire : 1. Mercure ;2. Vénus ;3. Terre ;4. Mars ;5. Jupiter ;6. Saturne ;7. Uranus ;8. Neptune.Leurs tailles respectives et celle du Soleil (en haut du schéma) sont respectées, mais pas les distances ni les luminosités. Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile, possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous une forme presque sphérique, et ayant « nettoyé le voisinage de son orbite », c'est-à-dire éliminé tout objet de taille comparable se déplaçant sur son orbite ou sur une orbite proche.