Soru:
Güneş sistemindeki gezegenler neden aynı yörünge düzleminde kalıyor?
Abhinav
2013-12-08 16:42:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Daha önceki bir soru, neden tüm gezegenlerin aynı yörünge düzleminde oluştuğunu, ancak bu açı nasıl korunur? Gezegenlerin farklı bir yörünge düzlemine girmesini engelleyen nedir?

En son düzenlemeniz daha önce sorulandan farklı bir soru soruyor. Sorunuzu son odak noktanızla daha uyumlu hale getirmek için bazı düzenlemeler yaptım ve sorunuzu yeniden açtım.
Iki yanıtlar:
#1
+8
Envite
2013-12-12 21:33:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

YENİ soruya cevap:

Açısal Momentumun Korunması Yasası, herhangi bir hareketli cisim için, merkezi kuvvetten farklı bir dış kuvvet uygulamadıkça açısal momentumunun değişmeyeceğini belirtir.

Gezegen gibi yörüngedeki bir cisim için bu, merkezi kuvvet olan Güneş'in yerçekiminin Açısal Momentumu değiştirmediği, ancak diğer herhangi bir dış kuvvetin işe yarayacağı anlamına gelir.

Dış kuvvet örnekleri çarpışmalardır. veya Jüpiter tarafından başka bir gezegende veya Neptün'ün Plüton'da oluşturduğu kuvvetler.

Güneş Sistemi oluştuktan sonra, bu dış kuvvetler oldukça küçüktür ve bu nedenle herhangi bir ana cismin Açısal Momentumunu büyük ölçüde değiştirmez. . Ancak bir cismin yakınından geçmenin bir kuyruklu yıldızın yörüngesini nasıl değiştirebileceğini görebilirsiniz.

Dahası, yörüngedeki bir cisimle aynı düzlemde bulunan cisimlerin oluşturduğu dış kuvvetler değerini Açısal Momentumunun> yönü değil. Bu, yörüngedeki cismin yörüngesini değiştirmesine, ancak düzlemleri değiştirememesine neden olur.

Dolayısıyla, aynı düzlemdeki nesnelerden küçük kuvvetler eklerseniz, düzlemlerde hiçbir değişiklik yapmazsınız.

#2
+7
MBR
2013-12-13 15:50:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Açısal momentumun korunması

Daha matematiksel terimlerle ifade etmek gerekirse, merkezi bir kütlenin etrafında dönen bir grup parçacığın enerjisi ve açısal momentumuyla oynayabilirsiniz

$$ E = \ sum_i m_i \ left (\ frac {1} {2} v_i ^ 2 - \ tarafından verilen $ M $ frac {GM} {r_i} \ right), $$

enerji için ve

$$ {\ bf I} = \ sum_i m_i {\ bf r} _i \ times {\ bf v_i}, $$

açısal momentum için. Şimdi, sistemin açısal momentumu muhafaza etmesi gerektiğini ve parçacıklar arasındaki çarpışmaların enerjiyi azaltabileceğini akılda tutarak, belirli bir açısal momentum için enerjiyi aşırı hale getirmeye çalışalım. Bunu yapmanın iyi bir yolu Lagrange çarpanı kullanmaktır

$$ \ delta E - \ lambda \ cdot \ delta {\ bf I} = \ sum_i \ left [\ delta {\ bf v} _i \ cdot \ left ({\ bf v} _i - \ lambda \ cdot {\ bf r} _i \ right) + \ delta {\ bf r} _i \ cdot \ left (\ frac {GM} {r_i ^ 3} + \ lambda \ times {\ bf v} _i \ right) \ right], $$

$$ \ lambda \ cdot {\ bf r} _i = 0, \ qquad {\ bf v} _i = \ lambda \ times {\ bf r} _i, \ qquad \ lambda ^ 2 = \ frac {GM} {r_i ^ 3}, $$

bu, tüm yörüngelerin eş düzlemli ve dairesel olduğu anlamına gelir.

Bu mu? genel olarak doğru mu?

Prensip budur. Bununla birlikte, tüm gezegen sistemlerinin her zaman bir yörünge düzleminde kalmadığını unutmayın. Bu tür sistemler, tipik olarak sıcak Jüpiterlerin "yüksek eksantriklik göçü" ile tetiklenen Lidov-Kozai salınımları ile açıklanabilir ( Fabrycky, 2012). Şu anda bildiğimiz kadarıyla şunu söyleyebiliriz:

  • Güneş Sistemimiz düz!
  • Kepler tarafından gözlemlenen gezegen sistemleri çoğunlukla düzdür (bir tür gözlemsel geçiş yöntemi nedeniyle sapma);
  • radyal hız yöntemi ile gözlemlenen gezegen sistemleri aşağı yukarı düzdür (ortalama 10 ile 20 ° arasında bir açı ile);
  • gezegen sistemleri sıcak Jüpiterler genel olarak düz değildir.

Daha kirli ayrıntılar :

Çevrimiçi izleyebileceğiniz Scott Tremaine geçen yıl ESO'da yapılan mükemmel bir konuşma var.



Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...