惑星移動による軌道の拡散

質問

数ヶ月前にＢＳで放送されていた科学番組や、ここでの質問検索で、木星等の「惑星移動」が、近年の研究結果であることを知りました。
そこで、大分前に見た次のような内容の科学番組を思い出しました。
『冥王星等の軌道が８つの惑星と極端に違う（一定の角度内に公転軌道が納まっていない）のは、海王星の移動によるものである。コンピューターでシミュレートすると、実際の観測結果と非常に近い結果が出た。』

質問
１　海王星が近づいたら軌道が乱れるのは何となく理解できます。しかし単純に考えると、海王星が近づけば、海王星の重力の影響によって、公転軌道は寧ろ一定の角度内に収まると思うのですが、逆に拡散するというのはどうしてですか？
　もし、番組放送内容を誤解して記憶しているのであれば、その旨のご指摘と、正しい内容をお教え戴けると幸いです。
２　惑星移動について、何かお勧めの書籍は御座いませんか？出来れば、入門書程度のものを希望いたします。

回答No.4

g-space · ベストアンサー

#2の者です。

　＜質問１＞に関連して、「散乱」について少し補足します。

　惑星に小天体が近づく場合（小天体に惑星が近づくと言っても同じ）、惑星に視点を固定してものごとを見ると、惑星の重力が他の力を圧倒する領域では、小天体は惑星との重力相互作用により、その運動の向きを変えます。向きを変えるだけで、速さは変わりません（惑星と小惑星の重力のみを考慮する場合）。

　これを、太陽に対する速さに変換すると（単なる座標変換ですが）、次のようになります。

　　　惑星の後方から近づく場合：　必ず加速
　　　惑星の前方から近づく場合：　必ず減速

　惑星も小天体も離心率のきわめて小さいケプラー回転をしている場合（きわめて円軌道に近い場合）、惑星の後方から（小天体が）近づくのは、小天体が惑星の軌道よりも内側の軌道にある場合に限ります。逆に惑星の前方から近づくのは、惑星の軌道よりも外側の軌道にある場合に限ります。惑星軌道の外側を巡る天体が「外へ弾き出される」と単純に言うことはまったくできません。

　実際に解かなければならない問題は、太陽をも含む（制限）３体問題ではなく、あらゆる天体の重力を考慮する重力多体系の問題です。これを解くには、近年の計算機実験の発展を待たなければなりませんでした。

お礼

基礎知識に欠ける私にも判るレベルでの解説文や、再度に亙るご指導に感謝いたします。
また、お勧め図書の紹介にも感謝いたします。
早速、小遣いを遣り繰りして、先ずはどれか１冊を読んで見ます。

> 惑星軌道の外側を巡る天体が「外へ弾き出される」と
> 単純に言うことはまったくできません。
確かに「散乱」については、シミュレートでは全てが外部へ弾き出されるのでは無く、海王星へ近づく天体も有りました。

> 実際に解かなければならない問題は、太陽をも含む（制限）３体問題ではなく、
> あらゆる天体の重力を考慮する重力多体系の問題です。
　私は単純に「２つの物体は近づく」と考えており、其れが今回の質問の出発点でした。もともとの出発点が間違っていたので、変な質問になってしまいました。