gravitaatiovakio

Gravitaatiovakio on termi, jota käytetään kuvaamaan gravitaation vaikutuksesta syntyvien järjestelmien vakauden, eli kyvyn säilyttää rakenteensa ja palautua pienistä häiriöistä. Sillä viitataan sekä makroskooppisiin rakenteisiin, kuten galaktisten levyjen ja tähtijärjestelmien vakauteen, että yksittäisten kappaleiden kiertoratoihin sekä massan ja tiheyden jakaumaan.

Orbitaalinen vakaus tarkoittaa, että kappale jatkaa ennustettavasti kiertoradallaan eikä radikaalisti muutu tai hajaudu systeemin ulkopuolisista häiriöistä huolimatta. Kolmi- ja monikappalejärjestelmissä vakauden arviointi perustuu dynamiikan perusperiaatteisiin sekä keinoihin kuten Hillin vakaus, Jacobi-energiojen käyttäminen ja pitkän aikavälin numeeriset simuloinnit.

Astrofysikaalisessa kontekstissa gravitaatiovakio liittyy rakenteiden muodostumiseen ja säilymiseen. Jeansin kriteeri määrittelee, milloin interstellarinen kaasupilvi romahtaa gravitaation vaikutuksesta ja alkaa fragmentoitua tähtien synnyn vuoksi. Toomre Q -parametri kuvaa galaktisten levyjen vakautta: Q = c_s κ / (π G Σ). Kun Q > 1, levy on yleisesti vakaa; kun Q < 1, syntyy gravitaalisia epäjatkuvuuksia ja mahdollisia rakenteiden muodostumisia.

Käytännön sovelluksissa gravitaatiovakio näkyy esimerkiksi planeettojen kiertoratojen pitkäaikaisessa vakaudessa, tähtikeskusten ja galaksien kehityksen vakauden tutkimuksessa sekä rakenteellisten muodostumien ennustamisessa, kuten tähtien syntyyn johtavien pilvien fragmentoitumisessa.