Astronomija

Ar gali pasikeisti orbitos?

Ar gali pasikeisti orbitos?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Skaičiau apie tai, kaip Merkurijaus planeta keičia savo orbitą. Man buvo įdomu, ar tolimesnės planetos, ypač pailgos orbitos, taip pat galėtų tai padaryti? Planetos ir objektai, tokie kaip Halley kometa, Plutonas, Sedna, nykštukinės planetos ar net Devynios planetos (jei tokių yra). Ar tas pats gali atsitikti ir su tais objektais, ir jei taip, kokie dideli pokyčiai? Ar gali pasikeisti kiti dalykai, pavyzdžiui, orbitos greitis ar dydis?


Taip, ypač sistemos gyvavimo ciklo pradžioje, kai viskas yra mažiau rūšiuojama. Gali kilti rezonansai tarp kaimyninių planetų orbitų, sukeliantys ekscentriškumus, kurie gali sustiprinti jų tarpusavio sąveiką, o tai lemia pakitusias orbitas, kartais, žinoma, katastrofiškai, kaip su Theia ir proto-žeme.

Yra teorija, kad vėlyvą sunkų žemės bombardavimą (prieš 4,1 - 3,8Ga) sukėlė Saturno ir Jupiterio orbitos sutrikimai, kurie dar labiau suardė asteroidus asteroidų ir (arba) Kuiperio juostose. Tai vadinama milžiniškos planetos migracija hipotezė.


Precesija

Manau, kad jūs kalbate apie Merkurijaus, vieno iš garsių bendrojo reliatyvumo testų, precedenciją. Viena iš priežasčių, kodėl Merkurijus yra gera planeta išbandyti reliatyvistines precesijos prognozes, yra ta, kad jo precedija yra dramatiškesnė nei kitų planetų. Mes galime apskaičiuoti perihelio ilgio poslinkį pagal $$ frac { mathrm {d} varpi} { mathrm {d} t} propto n ^ 3a ^ 2 $$ padauginus kai kuriuos kitus (svarbius!) veiksnius. $ n $ yra vidutinis judesys (kur $ n propto 1 / T $) ir $ a $ yra pusiau pagrindinė ašis. Per vieną orbitą grynasis pokytis yra apytiksliai $$ Delta varpi = frac { Delta varpi} { Delta t} Delta t approx frac { mathrm {d} varpi} { mathrm {d} t} T propto n ^ 3a ^ 2T = frac {a ^ 2} {T ^ 2} propto a ^ {- 1} $$ Orbitos su didesnėmis pusiau didžiosiomis ašimis turėtų būti mažesnės $ Delta varpi $, tai reiškia, kad Merkurijaus poslinkis yra didžiausias Saulės sistemoje; todėl kitų planetų orbitos išryškėja, tačiau mažesnėmis sumomis.

Planetų migracija

theRiley tai paminėjo savo atsakyme. Planetų orbitos bėgant laikui gali keistis vadinamuoju procesu planetos migracija. Tai dažnai įvyksta vienu iš dviejų mechanizmų:

  • Disko valdoma migracija, kai sąveika su protoplanetiniu disku keičia pusiau pagrindinę planetos ašį. Tai yra pagrindinė karštų Jupiterių susidarymo teorija.
  • Sklaida, kai sąveika su kitomis planetomis ar planetos gyvūnais sukelia drastiškus orbitos pokyčius. Manoma, kad tai įvyko Saulės sistemoje prieš kelis milijardus metų (žr. Nicos modelį, Nicos II modelį ir variantus).

GOP atstovas Gohmertas klausia, ar USFS ar BLM gali pakeisti Žemės ar Mėnulio orbitą kovai su klimato kaita

Respublikonų atstovas Louie Gohmertas iš Teksaso trečiadienį paskelbė antraštes po komentarų apie klimato pokyčius ir Žemės bei Mėnulio orbitą.

Virtualiame namo gamtos išteklių komiteto posėdyje Gohmertas paklausė Jennifer Eberlien, JAV miškų tarnybos viršininko pavaduotojos pavaduotojos, ar Miškų tarnyba ar Žemės tvarkymo biuras gali „pakeisti mėnulio orbitos ar Žemės orbitos aplink saulę eigą“. nes „akivaizdu, kad tai turėtų didžiulį poveikį mūsų klimatui“.

Tai nebuvo pirmas kartas, kai Gohmertas pateikė tokius komentarus. Praėjusį mėnesį interviu „Fox Business Network“ jis sakė: „Šiuo metu mes negalime padaryti nieko esminio dėl klimato pokyčių, kai mėnulio orbita akivaizdžiai keičia kai kuriuos, o Žemės orbita keičia kai kuriuos, teigia NASA“. Neaišku, ar komentarai, iš kurių buvo išjuokta socialinė žiniasklaida, buvo pateikti rimtai, ar jie buvo Gohmerto būdas įtikinti, kad spręsti klimato kaitą neįmanoma.

Jis taip pat galėjo kalbėti apie paneigtą mitą, kad dėl saulės klimato yra kalta klimato kaita, nes jis, prieš pateikdamas klausimą, pareiškė, kad „saulės spindesys buvo labai aktyvus“. Gohmertas yra ilgą laiką neigiantis klimato kaitos neigėjas, per daugelį metų pakartojęs kitus klasikinio klimato neigimo dalykus.

"Mokslo ir garso skambesio priežastys, kurias dauguma politikų naudoja norėdami atmesti klimato pokyčius, pirmiausia nėra susijusios su išsilavinimo ar žinių trūkumu. Ne: jie yra sąmoningai gaminami ir siūlomi kaip malonūs pasiteisinimai, kad paslėptų tikrąją problemą: vengimas spręsti. Jie nesiima". nenoriu to išspręsti “, -„ Twitter “paaiškino klimato mokslininkė Katharine Hayhoe.


Gohmertas klausia, ar federalinės agentūros gali pakeisti Žemės ir Mėnulio orbitas

Antradienį vykusio Rūmų gamtos išteklių komiteto posėdžio metu atstovė Louie Gohmert (Teksasas) paklausė JAV miškų tarnybos pareigūnės Jennifer Eberlien, ar Miškų tarnyba ar Žemės tvarkymo biuras gali pakeisti miško orbitą. Žemė ar mėnulis padės kovoti su klimato kaita.

Vaizdo įrašo nuorašas

LOUIE GOHMERT: Ir iš to, ką liudijame, Miškų tarnyba ir BLM suprantu, jūs labai norite dirbti klimato kaitos klausimu. Buvęs buvęs NASA direktorius man pranešė, kad jie nustatė, kad mėnulio orbita šiek tiek keičiasi. Taip pat ir Žemės orbita aplink saulę. Mes žinome, kad saulės spindulių aktyvumas buvo reikšmingas.

Taigi, ar Nacionalinė miškų tarnyba arba BLM gali ką nors padaryti, kad pakeistų mėnulio orbitos ar Žemės orbitos aplink saulę eigą? Akivaizdu, kad tai turėtų didžiulį poveikį mūsų klimatui.

JENNIFER EBERLIEN: Aš turėčiau tęsti tą patį, pone Gohmertai.

LOUIE GOHMERT: Taip, gerai, jei išsiaiškinsite būdą, kurį galite padaryti „Forrest“ tarnyboje, norėčiau žinoti.


Atominis branduolys

2 paveikslas: Vandenilio atomas

Paprasčiausias įmanomas atomas (ir labiausiai paplitęs Saulėje ir žvaigždėse) yra vandenilis. Paprastojo vandenilio branduolyje yra vienas protonas. Judėjimas aplink šį protoną yra vienas elektronas. Elektrono masė yra beveik 2000 kartų mažesnė už protono masę, elektronui tenka krūvio dydis, lygus protonui, tačiau priešingas ženkle (2 pav.). Priešingi krūviai traukia vienas kitą, todėl protoną ir elektroną kartu laiko elektromagnetinė jėga, lygiai taip pat kaip gravitacija yra jėga, palaikanti planetas orbitoje aplink Saulę.

2 paveiksle pavaizduota vandenilio atomo žemiausios energijos būsenos schema, dar vadinama pagrindine būsena. Protonas ir elektronas turi vienodus, bet priešingus krūvius, kurie veikia elektromagnetinę jėgą, jungiančią vandenilio atomą. Iliustracijoje dalelių dydis yra perdėtas, kad galėtumėte matyti, jog jos nėra mastelio. Jie taip pat rodomi daug arčiau, nei būtų iš tikrųjų, nes jų faktiniam atstumui iki mastelio parodyti prireiktų daugiau nei viso puslapio.

Gamtoje yra daugybė kitų atomų tipų. Pavyzdžiui, helis yra antras pagal gausumą Saulės elementas. Helio branduolyje yra du protonai, o ne vienas vandeniliui būdingas protonas. Be to, helio branduolyje yra du neutronai, dalelės, kurių masė yra panaši į protono masę, tačiau be elektros krūvio. Judesys aplink šį branduolį yra du elektronai, todėl visas helio atomo grynasis krūvis taip pat lygus nuliui (3 pav.).

3 paveikslas: helio atomas

Trečiasis paveikslas yra žemiausio energijos lygio helio atomo schema. Visų helio atomų branduolyje yra du protonai. Labiausiai paplitusiame helio variante branduolyje taip pat yra du neutronai, kurių masė yra beveik tokia pati kaip protono, tačiau neturi jokio krūvio. Du elektronai skrieja aplink branduolį.

Iš šio vandenilio ir helio aprašymo galbūt atspėjote visų elementų (skirtingų tipų atomų), kuriuos randame visatoje, sukūrimo modelį. Elemento tipą lemia protonų skaičius atomo branduolyje. Pavyzdžiui, bet kuris atomas, turintis šešis protonus, yra anglies elementas, aštuoni protonai yra deguonis, 26 yra geležis ir 92 yra uranas. Žemėje tipinis atomas turi tą patį elektronų skaičių kaip ir protonai, ir šie elektronai seka sudėtingus orbitos modelius aplink branduolį. Tačiau giliai žvaigždžių viduje yra taip karšta, kad elektronai atsilaisvina nuo branduolio ir (kaip pamatysime) gyvens atskirai, tačiau produktyviai.

Neutronų ir protonų santykis didėja didėjant protonų skaičiui, tačiau kiekvienas elementas yra unikalus. Neutronų skaičius nebūtinai yra vienodas visiems tam tikro elemento atomams. Pavyzdžiui, daugumoje vandenilio atomų visiškai nėra neutronų. Tačiau yra vandenilio atomų, kuriuose yra vienas protonas ir vienas neutronas, ir kitų, kuriuose yra vienas protonas ir du neutronai. Vadinami įvairūs vandenilio branduolių tipai su skirtingu neutronų skaičiumi izotopai vandenilio (4 pav.), o visi kiti elementai taip pat turi izotopų. Jūs galite galvoti apie izotopus kaip brolius ir seseris tame pačiame elemente & # 8220family & # 8221 - glaudžiai susijusius, tačiau turinčius skirtingas savybes ir elgesį.

4 paveikslas: Vandenilio izotopai. Vienas protonas branduolyje apibrėžia, kad atomas yra vandenilis, tačiau neutronų gali būti nulis, vienas arba du. Labiausiai paplitęs vandenilio izotopas yra tik vienas protonas ir be neutronų.

Šioje interaktyvioje versijoje galite ištirti atomų struktūrą, kai prie modelio pridedate protonų, neutronų ar elektronų ir pasirodys jūsų sukurto elemento pavadinimas. Taip pat galite pamatyti grynąjį krūvį, masės skaičių, ar jis yra stabilus, ar nestabilus, ir ar tai jonas, ar neutralus atomas.


Gohmertas klausia, ar federalinės agentūros gali pakeisti Žemės ir # 039 ar Mėnulio ir # 039 orbitas kovodamos su klimato kaita

Rep. Louie Gohmert Louis (Louie) Buller GohmertGOP vis labiau linkęs vadinti sausio 6-osios sukilimą. 21 respublikonas balsuoja prieš medalių skyrimą policijai, kuri antradienį GIN (R-Teksasas) gynė Capitol GOP Gohmert, Clyde bylą dėl metalo detektoriaus baudų. Miškų tarnyba, jei buvo įmanoma pakeisti mėnulio ar Žemės orbitą kaip kovos su klimato kaita būdą, nors nebuvo aišku, ar jis rimtai elgiasi.

Namo gamtos išteklių komiteto posėdyje Gohmertas kalbėjosi su Nacionalinės miškų sistemos viršininko pavaduotoja Jennifer Eberlien.

„Iš to, kas buvo liudyta Miškų tarnybai ir BLM [Žemėtvarkos biurui], suprantu, jūs labai norite dirbti klimato kaitos klausimu“, - „Eberlien“ sakė Gohmertas ir pridūrė, kad kadaise buvęs NASA direktorius yra sakęs. jam keitėsi mėnulio ir Žemės orbitos.

"Ar Nacionalinė miškų tarnyba ar BLM gali ką nors padaryti, kad pakeistų mėnulio orbitos ar Žemės orbitos aplink saulę eigą?" Gohmertas paklausė Eberlieno. - Akivaizdu, kad jie turėtų didžiulį poveikį mūsų klimatui “.

- Aš turėčiau tęsti tą patį, pone Gohmertai, - atsakė Eberlienas.

„Na, jei išsiaiškinsite būdą, kurį galite padaryti Miškų tarnyboje, norėčiau žinoti“, - pridūrė Gohmertas.

ORBITAI: atstovė Louie Gohmert (R-TX) klausia, ar Miškų tarnyba ar BLM gali pakeisti mėnulio ar Žemės orbitą, kad galėtų kovoti su klimato kaita per Namų gamtos išteklių klausymą pic.twitter.com/yYiOyi2cMZ

- „Forbes“ (@Forbes) 2021 m. Birželio 8 d

Vėliau Gohmertas atsakė į tweetus apie jo klausimą pažymėdamas, kad BLM reiškia Žemės tvarkymo biurą.

Nepaprastai apsukru, kaip tvite paslėpėte kontekstą elipsėmis. Klausymas buvo apie ŽEMĖS VALDYMO BIURĄ ir klimato kaitą.

BLM reiškia ŽEMĖS VALDYMO BIURĄ. #FakeNews https://t.co/WyIio5BQJM

- Louie Gohmert (@replouiegohmert) 2021 m. Birželio 9 d

Kaip NASA paaiškina savo tinklaraščio įraše, Žemės orbita keičiasi nuo beveik visiškai apvalios iki šiek tiek elipsės formos per ciklą, kuris trunka apie 100 000 metų. Šiuo metu orbita yra kuo arčiau apskritimo.

Kampas, kuriuo Žemė pasvirsta, taip pat nežymiai pasislenka arba „sukasi“ ant savo ašies per keliasdešimt tūkstančių metų.

Šie pokyčiai vadinami Milankino Milankovičiaus, serbų astronomo, kuris juos pirmiausia iškėlė hipoteze, pavadinimu.

Šie pokyčiai daro įtaką Žemės klimatui tiek trumpuoju, tiek ilguoju laikotarpiu, nors jie daro palyginti nedidelį poveikį planetos sezonams ir neatsilieka nuo globalinio atšilimo, teigia NASA.

Astronomai jau seniai pastebėjo, kad Žemės mėnulis lėtai tolsta, kiekvienais metais juda maždaug per colį.


Ar mėnulis sukasi?

Stebėtojai Žemėje gali pastebėti, kad eidamas per savo orbitą mėnulis iš esmės laikosi tos pačios pusės, kuri yra nukreipta į mūsų planetą. Tai gali sukelti klausimą, ar mėnulis sukasi? Atsakymas yra teigiamas, nors gali atrodyti priešingai nei pastebi mūsų akys.

Netoli ir tolima mėnulio pusė

Mėnulis skrieja aplink Žemę kartą per 27.322 dienas. Taip pat reikia maždaug 27 dienų, kol mėnulis vieną kartą pasisuks savo ašimi. Todėl neatrodo, kad mėnulis besisuktų, tačiau stebėtojams iš Žemės atrodo beveik visiškai nejudantis. Mokslininkai tai vadina sinchroniniu sukimu.

Mėnulio pusė, kuri amžinai atsukta į Žemę, vadinama artima puse. Priešinga arba „galinė“ pusė yra tolimoji pusė. Kartais tolimoji pusė vadinama tamsiąja mėnulio puse, tačiau tai netikslu. Kai mėnulis yra tarp Žemės ir saulės, vienos mėnulio fazės, vadinamos naujuoju mėnuliu, galinė mėnulio pusė maudosi dienos šviesoje.

Tačiau orbita ir sukimasis nėra visiškai suderinti. Mėnulis aplink Žemę keliauja elipsine orbita, šiek tiek ištemptu ratu. Kai mėnulis yra arčiausiai Žemės, jo sukimasis yra lėtesnis nei jo kelionės per kosmosą, leidžiant stebėtojams pamatyti papildomus 8 laipsnius rytinėje pusėje. Kai mėnulis yra toliausiai, sukimasis yra greitesnis, todėl vakarų pusėje matomi dar 8 laipsniai.

Jei galėtumėte keliauti į tolimąją mėnulio pusę, kaip kadaise matė „Apollo 8“ astronautai, pamatytumėte visai kitokį paviršių, nei esate įpratę žiūrėti. Nors artimoji mėnulio pusė yra išlyginta maria & mdash didelėmis tamsiomis lygumomis, kurias sukuria sukietėję lavos srautai, mdash ir šviesios mėnulio aukštumos, tolimoji pusė yra smarkiai krateruota.

Nors iš Žemės nematote užpakalinės mėnulio pusės, NASA ir kitos kosmoso agentūros užmatė ją palydovais.

„Stebina, kiek šviesesnė Žemė yra už mėnulį“, - pareiškė NASA palydovo Gilaus kosmoso klimato observatorija projekto Goddard kosminių skrydžių centre Greenbelt mieste (Merilandas) projekto mokslininkas Adamas Szabo, paskelbus po palydovo užfiksuoto mėnulio, kertančio Žemės veidą. "Mūsų planeta yra tikrai puikus objektas tamsioje erdvėje, palyginti su mėnulio paviršiumi."

Keičiasi mėnulio orbita

Mėnulio sukimosi periodas ne visada buvo lygus jo orbitai aplink planetą. Lygiai taip pat, kaip mėnulio gravitacija veikia vandenyno potvynius Žemėje, gravitacija iš Žemės veikia mėnulį. Kadangi mėnuliui trūksta vandenyno, Žemė pritraukia savo plutą, ties linija, nukreipta į Žemę, sukuriant potvynio bangos.

Žemės trauka traukia artimiausią potvynio išsipūtimą, stengdamasi išlaikyti jį išlygintą. Tai sukuria potvynio trintį, sulėtinančią mėnulio sukimąsi. Laikui bėgant sukimasis buvo pakankamai sulėtėjęs, kad mėnulio orbita ir sukimasis sutaptų, ir tas pats veidas buvo užblokuotas, amžinai nukreiptas į Žemę.

Mėnulis nėra vienintelis palydovas, patyręs trintį su savo motina planeta. Daugelis kitų didelių Saulės sistemos mėnulių yra kartu su savo partneriu užrakinti. Iš didesnių mėnulių nėra chroniškai sinchronizuojamas chaotiškai besisukantis ir su kitais mėnuliais sąveikaujantis Saturno mėnulis „Hyperion“.

Mėnulio sukimasis nustatė, ar liūdnai pagarsėjęs „Žmogus Mėnulyje“ - į veidą panašus tamsios marijos raštas žemėje, nukreiptas į mūsų planetą. Dėl gravitacijos mėnulyje atsirado žemės pusės išsipūtimas, lėtėjęs jo sukimasis praeityje, kad būtų sukurtas sinchroninis sukimasis ir išlaikyta ilgesnė mėnulio ašis link mūsų pasaulio.

Naujausi tyrimai parodė, kad mėnulio pusę, nukreiptą į Žemę, lemia tai, kaip greitai lėtėja mėnulio sukimasis. Kadangi mėnulis lėtai prarado greitį, buvo maždaug du tikimybė, kad Žmogus Mėnulyje pasisuks prieš Žemę, o ne išlaikys erdvės vaizdą.

„Tikras sutapimas nėra tas, kad žmogus susiduria su Žeme“, - sakoma Odedo Aharonsono, Kalifornijos technologijos instituto planetos mokslo tyrinėtojo, tyrusio, kodėl Žmogus Mėnulyje spokso žemyn link Žemės. Užtat tikrasis sutapimas yra tas, kad mėnulio sulėtėjimo pakako tik monetai pakrauti.

Padėtis neapsiriboja didelėmis planetomis. Nykštukinė Plutono planeta yra tvarkingai užrakinta prie savo mėnulio Charono, kuris yra beveik toks pat didelis kaip buvusi planeta.

Žemė (ir kitos planetos) nepabėga visiškai nepažeista. Lygiai taip, kaip Žemė veikia trintį dėl mėnulio sukimosi, mėnulis taip pat daro trintį dėl Žemės sukimosi. Todėl dienos trukmė kiekvieną šimtmetį padidėja keliomis milisekundėmis.

„Mėnulis ir Žemė, kai jie susiformavo, atrodė dideli vienas kito danguje“, - sakoma tuometinės magistrantės Arpita Roy pranešime.

„Tuo metu, kai buvo dinozaurai, Žemė atliko vieną apsisukimą maždaug per 23 valandas“, - sakoma Danielio MacMillano iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Greenbelt mieste, Merilando valstijoje, pranešime. "1820 metais sukimasis truko lygiai 24 valandas arba 86 400 standartinių sekundžių. Nuo 1820 metų vidutinė saulės diena padidėjo maždaug 2,5 milisekundės."

2012 m. Birželio 30 d. Dėl šio reiškinio prie visų Žemės laikrodžių buvo pridėta papildoma sekundė.


Privalumai

Geosinchroninėje orbitoje esantis palydovas beveik visą laiką gali pamatyti vieną planetos vietą. Žemės stebėjimui tai leidžia palydovui pažiūrėti, kiek regionas keičiasi mėnesiais ar metais. Trūkumas yra tas, kad palydovas apsiriboja nedideliu žemės sklypu, jei stichinė nelaimė įvyksta kitur, pavyzdžiui, palydovas negalės ten judėti dėl degalų poreikio.

Tai didelė nauda kariuomenei. Pavyzdžiui, jei JAV nerimauja veikla tam tikrame pasaulio regione ir nori sužinoti, kaip sekasi jos kariuomenei, geosinchroninė orbita leidžia nuolat matyti ir stebėti vieną konkretų regioną. To pavyzdys yra Jungtinių Amerikos Valstijų „Wideband Global SATCOM 5“, kuris buvo paleistas 2013 m. Prisijungęs prie keturių kitų WGS palydovų „žvaigždyno“, jis išplečia kariuomenės ryšių sistemą, kad aprėptų praktiškai visą planetą. Tinklas tarnauja kariuomenei, laivams, bepiločiams orlaiviams ir civiliams lyderiams ir turėtų teikti ryšius antžeminiam personalui.

Civilių ryšiams taip pat naudinga geosinchroninė orbita. Yra daugybė kompanijų, teikiančių telefono, interneto, televizijos ir kitas paslaugas iš palydovų tame orbitiniame lizde. Kadangi palydovas nuolat sklando virš vienos žemės vietos, ryšiai iš tos vietos yra patikimi tol, kol palydovas yra gerai sujungtas su vieta, su kuria norite bendrauti.


4.2 Sinodinis mėnuo

Labiausiai pažįstamas mėnulio ciklas yra sinodinis mėnuo, nes jis valdo gerai žinomą Mėnulio fazių ciklą. Mėnulis neturi savo šviesos, bet šviečia atspindėta saulės šviesa. Dėl to jo orbitos padėties geometrija Saulės ir Žemės atžvilgiu lemia Mėnulio tariamą fazę.

Vidutinis sinodinio mėnesio ilgis yra 29.53059 dienos (29d 12h 44m 03s). Tai beveik 2,21 dienos ilgiau nei pietinis mėnuo. Mėnuliui sukantis aplink Žemę, abu objektai taip pat progresuoja orbitoje aplink Saulę. Atlikęs vieną revoliuciją žvaigždžių atžvilgiu, Mėnulis turi tęsti šiek tiek toliau savo orbita, kad pasivytų tą pačią padėtį, kurią jis pradėjo nuo Saulės ir Žemės. Tai paaiškina, kodėl vidutinis sinodinis mėnuo yra ilgesnis nei šalutinis mėnuo.

Pagal astronominę konvenciją, Mėnulis apibrėžiamas kaip momentas, kai geocentrinės Saulės ir Mėnulio ekliptinės ilgumos yra lygios. Kai sinodinis mėnuo bus matuojamas nuo jauno mėnulio iki jauno mėnulio, jis kartais vadinamas lunacija, ir mes čia laikysimės to naudojimo. Istoriškai daugelyje pasaulio kultūrų Mėnulio fazės buvo naudojamos kaip mėnulio kalendorių pagrindas. Pagrindinė tokių kalendorių problema yra ta, kad metai, remiantis Saulės kalendoriumi, nėra tolygiai dalijami iš viso skaudėjimo. Vadinasi, dauguma mėnulio kalendorių iš tikrųjų yra lunisoliniai kalendoriai (pvz., Kinų, hebrajų ir induistų), į kuriuos įeina tarpląsteliniai mėnesiai, kad sezonai atitiktų metus.

Lunacijos trukmė iš tikrųjų skiriasi nuo vidutinės jos vertės iki septynių valandų. Pvz., 4-1 lentelėje pateikiama išsami informacija apie visas 2008 m. Lunacijas. Pirmame stulpelyje pateikiama kiekvieno Mėnulio dešimtainė data per metus (žemės dinaminis laikas), o antrame stulpelyje pateikiama kiekvienos mėnulio trukmė. Trečiasis stulpelis yra skirtumas tarp faktinės ir vidutinės lunacijos. Pirmoji metų mėnuo (sausio 8 d.) Buvo 03h 23m ilgesnė nei vidutinė. Tęsiantis 2008 m., Kiekvienos lunacijos ilgis nukrenta ir pasiekia mažiausiai 05 val. 48 m trumpiau nei vidutinė vertė (03 birželis). Trukmė dabar ilgėja kiekvieną kartą, kol bus pasiekta maksimali metų vertė 06h 49m ilgesnė už vidurkį (gruodžio 27 d.).

4-1 lentelė. Jaunatis ir mėnulio ilgis 2008 m
Jauno mėnulio data (dinaminis laikas) Lunation trukmė Skirtumas nuo vidutinės saulės Tikroji Mėnulio anomalija
2008 m. Sausio 08.484929d 16h 07m+ 03h 23m242.4°
2008 m. Vasario 07 d., 1567 m29d 13h 30m+ 00h 46m280.0°
2008 m. Kovo 07.719029d 10h 41m-02h 03m310.8°
2008 m. Balandžio 06.164229d 08h 23m-04h 21m332.7°
2008 m. Gegužės 05.513429d 07h 04m-05h 40m349.4°
2008 m. Birželio 03. 808129d 06h 56m-05h 48m4.4°
2008 m. Liepos 03.097029d 07h 54m-04h 50m20.1°
2008 m. Rugpjūčio 01.426129d 09h 45m-02h 59m39.2°
2008 rugpjūčio 30, 832729d 12h 14m-00h 30m64.9°
2008 rugsėjo 29.342629d 15h 02m+ 02h 18m98.7°
2008 m. Spalio 28.968729d 17h 41m+ 04h 57m133.4°
2008 m. Lapkričio 27.705329d 19h 28m+ 06 val. 44m161.9°
2008 m. Gruodžio 27.516329d 19h 33m+ 06h 49m186.6°

Kokia šio keisto elgesio priežastis? Paskutiniame 4-1 lentelės stulpelyje pateikiama nuoroda, kurioje yra tikroji Mėnulio anomalija Mėnulio metu. Tikroji anomalija yra kampas tarp Mėnulio padėties ir perigėjos taško išilgai jo orbitos. Kitaip tariant, tai orbitinė Mėnulio ilguma perigėjaus atžvilgiu. 4-1 lentelėje parodyta, kad kai per mėnulį įvyksta jaunatis (tikroji anomalija = 0 & # 176), mėnulio ilgis yra minimalus (pvz., Birželio 03). Panašiai, kai Jaunasis mėnulis įvyksta netoli apogėjaus (tikroji anomalija = 180 & # 176), mėnulio ilgis pasiekia maksimumą (pvz., Gruodžio 27 d.).

Šis ryšys yra gana akivaizdus žiūrint grafiškai. 4-1 paveiksle pavaizduotas skirtumas nuo vidutinės lunacijos (histogramos) ir tikrosios Mėnulio anomalijos (įstrižainės kreivės) kiekvienam Mėnuliui nuo 2008 m. Iki 2010 m. Kairėje skalėje nurodytas skirtumas nuo vidutinės mėnulio, o dešinės skalėje. yra už tikrąją anomaliją. Trumpiausios lunatijos aiškiai koreliuoja su Nauja Mėnuliu perigėjoje, o ilgiausios - apogėjoje. Iš paveikslo matyti, kad šio ciklo trukmė yra apie 412 dienų. Priežastis, kodėl reikia laukti kito skyriaus.

Mėnulio orbitinis periodas perigėjos atžvilgiu yra anomalinis mėnuo ir trunka maždaug 27,55 dienos. Užrakto žingsnio ritmą tarp lunacijos trukmės ir tikrosios anomalijos galima paaiškinti anomalistinio mėnesio ir 4-2 paveikslo pagalba. Tai iliustruoja Mėnulio orbitą aplink Žemę ir Žemės orbitą aplink Saulę. Santykiniai Saulės, Mėnulio ir Žemės dydžiai ir atstumai, taip pat Mėnulio orbitos ekscentriškumas yra aiškūs. Pagrindinė Mėnulio orbitos ašis žymi perigėjų ir apogėjų padėtis.

Du skirtingi atvejai - kiekvienas susideda iš dviejų Mėnulio apsisukimų aplink Žemę - pavaizduoti 4-2 paveiksle. Pirmasis atvejis apima New Moon geometriją aplink perigėją. Orbitoje, pažymėtoje A, matyti, kad a1 padėtyje netoli perigėjos vyksta jaunatis. Praėjus mėnesiui po anomalijos (B orbita), Mėnulis grįžo į tą pačią padėtį perigėjaus atžvilgiu (pažymėtas b1). Tačiau Žemė apvažiavo apie 30 & # 176 aplink savo orbitą, todėl Saulės kryptis, palyginti su pagrindine Mėnulio ašimi, pasislinko. Mėnulis savo orbitoje turi nuvažiuoti papildomą & # 916b atstumą, kol pasieks Naujojo Mėnulio fazę ties b2. Tai grafiškai parodo, kodėl sinodinis mėnuo yra ilgesnis (

1,98 dienos) nei anomalinis mėnuo.

Antrasis atvejis įvyksta maždaug po pusmečio. Tada Mėnulis būna šalia apogėjaus (orbita C, c1 padėtis). Po vieno anomališko mėnesio Mėnulis grįžo į tą pačią vietą apogėjaus atžvilgiu (D orbita, d1 padėtis). Dar kartą Žemė apvažiavo apie 30 & # 176 aplink savo orbitą, todėl Mėnulis turi pasukti papildomą atstumą & # 916d, kol pasieks jauno mėnulio fazę d2 padėtyje.

Apžiūrėjus B ir D orbitas, paaiškėja, kad orbitos lankas & # 916d yra ilgesnis už & # 916b. Tai reiškia, kad Mėnulis turi įveikti didesnį orbitos atstumą, kad pasiektų Naująjį Mėnulį netoli apogėjaus, palyginti su perigėju. Be to, apogėjuje Mėnulio orbitos greitis yra lėtesnis, todėl tam tikrą atstumą reikia užtrukti ilgiau. Taigi, mėnulio ilgis yra trumpesnis nei vidutiniškai, kai Mėnulis būna šalia perigėjos, ir ilgesnis nei vidutiniškai, kai Mėnulis būna šalia apogėjaus. Žemės elipsės formos orbita aplink Saulę taip pat priklauso nuo mėnulio ilgio. Esant ekscentriškumui 0,0167, Žemės orbita yra maždaug trečdalis elipsės formos kaip Mėnulio orbita. Nepaisant to, tai daro įtaką lunacijos trukmei, nes šalia afelio susidaro trumpesnės, o šalia perihelio - ilgesnės.

Per 5000 metų laikotarpį, kurį apima šis katalogas, yra 61841 baigtos lunacijos. Trumpiausia luniacija prasidėjo 1602 m. Birželio 03 d. Ir truko 29 26574 dienas (29 d. 06h 22m 40s 6h 21m 23s trumpiau nei vidurkis). Ilgiausia mėnulio pradžia prasidėjo -1868 m. Lapkričio 27 d. Ir truko 29,84089 dienas (29d 20h 10m 53s 7h 26m 50s ilgiau nei vidutiniškai). Taigi, per šį laiko tarpą lunacijos trukmė svyruoja nuo 13h 48m 13s.

Histogramoje, pateiktoje 4-3 paveiksle, pavaizduotas mėnulio pasiskirstymas per 5000 metų. Norėdami sukurti histogramą, atskirų lunacijų trukmės buvo sujungtos į 30 minučių grupes. Gali atrodyti pagrįsta tikėtis paprastos varpo formos Gauso kreivės. Tačiau rezultatai stebina, nes pasiskirstymas pagal lunacijos ilgį turi dvi skirtingas smailes. Šį išsišakojimą galima suprasti, jei mėnulio ilgis, kuris pirmiausia priklauso nuo Mėnulio atstumo, laikomas sinusinių funkcijų serija. Sinusinės funkcijos kraštutinumai visada pasitaiko dažniau nei vidurkis, o tai matoma 4-3 paveiksle. Išsamesnę diskusiją rasite Meeus (1997).


Paaiškinta keista išorinė Saulės planeta

Vaizdo kreditas: NWU
Savotiškas trijų planetų, skriejančių aplink tolimą žvaigždę, orbitas galima paaiškinti tik tuo atveju, jei nematyta ketvirtoji planeta apiplėšė ir išmušė juos iš žiedinių orbitų, rodo naujas Kalifornijos universiteto Berklio ir Šiaurės vakarų universiteto tyrėjų tyrimas.

Išvada pagrįsta kompiuterinių ekstrapoliacijų iš 13 metų planetų judėjimo aplink žvaigždę „Upsilon Andromedae“ stebėjimo rezultatais. Tai rodo, kad daugelio iki šiol aptiktų ekstrasolinių planetų orbitos, neturinčios apskritimo formos ir dažnai labai elipsės formos, gali būti planetų išsisklaidymo rezultatas. Pagal tokį scenarijų kintančią planetą būtų galima visiškai iššauti iš sistemos arba išstumti į tolimą orbitą, paliekant vidines planetas ekscentrinėmis orbitomis.

Tai tikriausiai yra viena iš dviejų ar trijų ekstrasolarinių sistemų, kurios turi geriausius stebėjimus ir griežčiausius apribojimus, ir pasakoja unikalią istoriją “, - sakė Ericas Fordas, Millerio postdoktorantas iš UC Berkeley. & # 8220Mūsų paaiškinimas yra tai, kad išorinė planetos orbita buvo apskrito formos, tačiau ši staiga spyrė, kad orbita visam laikui pasikeitė į labai ekscentrišką. Norėdami pateikti šį smūgį, mes iškėlė hipotezę, kad yra dar viena planeta, kurios dabar nematome. Manome, kad dabar suprantame, kaip veikia ši sistema. & # 8221

Jei tokia planeta ankstyvoje savo istorijos istorijoje būtų apraizgiusi mūsų Saulės sistemą, mokslininkai pastebėjo, kad vidinės planetos dabar gali neturėti tokių gražiai apskritų orbitų ir, remiantis dabartinėmis prielaidomis apie gyvybės kilmę, Žemės klimatas galėjo svyruoti. per daug atsirado gyvybei.

Nors mūsų Saulės sistemos planetos išlieka stabilios milijardus metų, to nebuvo planetoms, skriejančioms aplink Upsilon Andromedae, & # 8221 sakė Fordas. Nors tos planetos galėjo susiformuoti panašiai kaip Jupiteris ir Saturnas, dabartines jų orbitas nulėmė vėlyva chaotiškos ir smurtinės sąveikos fazė. & # 8221

Pasak „Ford“ kolegos Frederico A. Rasio, Šiaurės vakarų fizikos ir astronomijos docento, & # 8220Mūsų rezultatai rodo, kad paprastas mechanizmas, dažnai vadinamas & # 8216planeto-planetos sklaidos & # 8217 & # 8211, yra tam tikras stropų efektas į staigų gravitacinį tempimą tarp dviejų planetų, kai jos labai arti viena kitos, turi būti atsakingos už labai ekscentriškas orbitas, pastebėtas „Upsilon Andromedae“ sistemoje. Mes manome, kad planetų ir planetų sklaida dažnai įvyko ne saulės, o ne saulės planetų sistemose, atsirandančių dėl stipraus nestabilumo. Taigi, nors planetos sistemos aplink kitas žvaigždes gali būti paplitusios, tokios sistemos, kurios galėtų palaikyti gyvybę, kurios, kaip ir mūsų Saulės sistema, tikriausiai turi išlikti stabilios labai ilgą laiką, gali būti ne tokios paplitusios. & # 8221

Kompiuterinės simuliacijos buvo paskelbtos žurnalo „Nature“ balandžio 14 d. Numeryje, kurį pateikė Fordas, Rasio ir Verene Lystad, Šiaurės vakarų fizikos specialybės studentė. Fordas buvo Rasio & # 8217 studentas Masačusetso technologijos institute, prieš tęsdamas magistrantūros studijas Prinstono universitete ir atvykęs į UC Berkeley 2004 m.

Planetinė sistema aplink „Upsilon Andromedae“ yra viena iš labiausiai ištirtų iš 160 - kai kurių sistemų su planetomis, aptiktų iki šiol už mūsų saulės sistemos ribų. Vidinę planetą, & # 8220hot Jupiterį & # 8221 taip arti žvaigždės, kad jos orbita yra tik kelios dienos, 1996 metais atrado UC Berkeley & # 8217s Geoffas Marcy ir jo planetos medžiotojų komanda. Dvi išorinės planetos su pailgomis orbitomis, kurios stipriai trikdo viena kitą, buvo atrastos 1999 m. Šios trys didžiulės, į Jupiterį panašios planetos aplink Upsilon Andromedae sudarė pirmąją ekstrasolinę daugiaplanę sistemą, kurią atrado Doplerio spektroskopija.

Dėl neįprastos planetos orbitų, esančių aplink Upsilon Andromedae, pobūdžio Marcy ir jo komanda jį intensyviai tyrinėjo, atlikdami beveik 500 stebėjimų & # 8211 10 kartų daugiau nei daugumai kitų rastų saulės spindulių planetų. Šie stebėjimai, žvaigždžių judesių sukeltas orbituojančių planetų sukeltas vaizdas leidžia labai tiksliai nustatyti planetos judesius ir žvaigždę.

Stebėjimai yra tokie tikslūs, kad galime stebėti ir numatyti, kas ateityje vyks dešimtis tūkstančių metų “, - sakė Fordas.

Today, while the innermost planet huddles close to the star, the two outer planets orbit in egg-shaped orbits. Computer simulations of past and future orbital changes showed, however, that the outer planets are engaged in a repetitive dance that, once every 7,000 years, brings the orbit of the middle planet to a circle.

“That property of returning to a very circular orbit is quite remarkable and generally doesn’t happen,” Ford said. “The natural explanation is that they were once both in circular orbits, and one got a big kick that caused it to become eccentric. Then, the subsequent evolution caused the other planet to grow its eccentricity, but because of the conservation of energy and angular momentum, it returns periodically to a very nearly circular orbit.”

Previously, astronomers had proposed two possible scenarios for the formation of Upsilon Andromedae’s planet system, but the observational data was not yet sufficient to distinguish the two models. Another astronomer, Renu Malhotra at the University of Arizona, had previously suggested that planet-planet scattering might have excited the eccentricities in Upsilon Andromedae. But an alternative explanation claimed that interactions among the planets and a gas disk surrounding the star could also have produced such eccentric orbits. By combining additional observational data with new computer models, Ford and his colleagues were able to show that interactions with a gas disk would not have produced the observed orbits, but that interactions with another planet would naturally produce them.

“The key distinguishing feature between those theories was that interactions with an outer disk would cause the orbits to change very slowly, and a strong interaction with a passing planet would cause the orbits to change very quickly compared to the 7,000-year time scale for the orbits to evolve,” Ford said. “Because the two hypotheses make different predictions for the evolution of the system, we can constrain the history of the system based on the current planetary orbits.”

Ford said that as the planets formed inside a disk of gas and dust, the drag on the planets would have kept their orbits circular. Once the dust and gas dissipated, however, only an interaction with a passing planet could have created the particular orbits of the two outer planets observed today. Perhaps, he noted, the perturbing planet was knocked into the inner planets by interactions with other planets far from the central star.

However it started, the resulting chaotic interactions would have created a very eccentric orbit for the third planet, which then also gradually perturbed the second planet’s orbit. Because the outer planet dominates the system, over time it perturbed the middle planet’s orbit enough to deform it slowly into an eccentric orbit as well, which is what is seen today, although every 7,000 years or so, the middle planet returns gradually to a circular orbit.

“This is what makes the system so peculiar,” said Rasio. “Ordinarily, the gravitational coupling between two elliptic orbits would never make one go back to a nearly perfect circle. A circle is very special.”

“Originally the main objective of our research was to simulate the Upsilon Andromedae planetary system, essentially in order to determine whether the outer two planets lie in the same plane like the planets in the solar system do,” said Lystad, who started working with Rasio when she was a sophomore and did many of the computer integrations as part of her senior thesis. “We were surprised to find that, for many of our simulations, it was difficult to tell whether the planets were in the same plane due to the fact that the middle planet’s orbit periodically became so very nearly circular. Once we noticed this strange behavior was present in all of our simulations, we recognized it as an earmark of a system that had undergone planet-planet scattering. We realized there was something much more interesting going on than anyone had found before.”

Understanding what happened during the formation and evolution of Upsilon Andromedae and other extrasolar planetary systems has major implications for our own solar system.

“Once you realize that most of the known extrasolar planets have highly eccentric orbits (like the planets in Upsilon Andromedae), you begin to wonder if there might be something special about our solar system,” Ford said. “Could violent planet-planet scattering be so common that few planetary systems remain calm and habitable? Fortunately, astronomers – led by Geoff Marcy, a professor of astronomy at UC Berkeley – are diligently making the observations that will eventually answer this exciting question.”

The research was supported by the National Science Foundation and UC Berkeley’s Miller Institute for Basic Research.


Orbit Simulator

The above demo shows how a body behaves when under the influence of the gravity of a much more massive object. In our example, we have chosen this to be a moon orbiting a planet, but it could equally be a planet orbiting a star.

You can click anywhere on the demo to reposition the moon. And clicking and dragging from within the moon will display an arrow. The length and direction of this arrow gives the moon an initial velocity, which affects the overall shape of the orbit.

Newton's law of gravitation tells us that the force acting on the moon will be [ F = frac<>> ]

Where ( M ) and ( m ) are the masses of the planet and moon respectively ( G ) is the universal gravitational constant, which has a value of ( 6.67384 imes mathrm <10^<-11>m^3 kg^ <-1>s^<-2>> ) ( r ) is the distance between the centers of each body, and ( hat ) is the unit vector pointing along the direction or ( r ).

The planet will also experience a force equal in magnitude but opposite in direction to the one the moon experiences. However, because the planet is much more massive than the moon, the acceleration will be much lower, and for the sake of simplicity, is ignored in this demonstration.