Astronomi

Gezegen yörüngeleri neden dairesel değil?

Gezegen yörüngeleri neden dairesel değil?



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.

Lütfen sorumun basitliğini bağışlayın. Sadece temel bilim dersleri aldım. Sağduyu, gezegen yörüngelerinin dairesele çok yakın olması gerektiğini, çağlar boyunca herhangi bir bozulma ortadan kaldırıldığını gösteriyor gibi görünüyor. Gezegenin bileşimi, kütlesinden dolayı farklı bir yerçekimi çekimi üretmek için yerçekimini etkiliyor olabilir mi? Demek istediğim, bir gezegen tek bir maddeden oluşuyorsa, gezegenin yörüngesi tam olarak dairesel olur mu? Dünyanın sürekli değişen su ve gazlara ve hatta kendi dönüşünü etkileyen katı maddelere sahip olduğunu düşünüyorum. Bu kaymalar gezegenin güneş etrafındaki yörüngesini de etkileyebilir mi, yoksa dünyanın ve ayın toplam kütlesi yörüngeyi birlikte mi belirler?


Onlar Hangi dairesele yakın, ancak "yakın" kelimesinin anlamı hakkında tartışabiliriz. Merkür hariç, tüm gezegen yörüngeleri 0,1'in altında eksantrikliklere sahiptir. Bu, yüzeysel bir incelemede bir daireyi gerçekten geçmek için bir daireye yeterince yakın.

Merkür 0.2056 Venüs 0.0068 Dünya 0.0167 Mars 0.0934 Jüpiter 0.0484 Satürn 0.0542 Uranüs 0.0472 Neptün 0.0086

Bu elipslere bakın. İlkinin bir ecc'si var. 0.1. Bir daireye benziyor, değil mi? Çok uzun süre incelemezseniz, ikincisi bile (ecc = 0.2) bir daire gibi görünüyor.

Son haneye kadar neden tam olarak dairesel olmadıklarına gelince? Her zaman mükemmel daireleri biraz ezecek rahatsızlıklar olacaktır. Gezegenler birbirleriyle etkileşir ve birbirlerini mükemmel dairesel yörüngelerden çekerler. Bizimki gibi karmaşık bir sistemde son derece dairesel gezegen yörüngeleri bulmanız pek olası değildir.

Ancak yine, mevcut gezegen yörüngeleri ile mükemmel daireler arasındaki farklar çoğunlukla oldukça küçüktür ve bir astronom veya NASA mühendisi değilseniz, onları "temelde daireler" olarak düşünmelisiniz.

Kuyruklu yıldızlar, OTOH, bunlar dar eliptik yörüngelerde hareket etme eğilimindedir.


Bu daha önce yanıtlanmış olsa da, birkaç özel sorunuza değineceğim.

Sağduyu, gezegen yörüngelerinin dairesele çok yakın olması gerektiğini, çağlar boyunca herhangi bir bozulma ortadan kaldırıldığını gösteriyor gibi görünüyor.

Bu, Aristoteles, Ptolomy, hatta Copernicus ve Kepler gibi tarih boyunca bazı büyük beyinler de dahil olmak üzere birçok insan için mantıklı görünüyordu, ancak dairelerin elipslerden daha düzenli olduğunu düşündü, ancak dikkatle ayrıntılı gezegen çizelgelerinin ve matematiksel hesaplamaların çok işe yaradığını inkar edemezdi. elipslerle daha iyi.

Newton'a kadar nedenini bilmediler. Newton, elipslerin sabit yörüngeler olduğunu ve aslında bir dairenin sıfır eksantrikliğe sahip bir elips türü olduğunu keşfetti. Biri bir keresinde söyledi ve tekrar ediyorum, bir kadranı tam olarak sıfıra ayarlamak çok zordur çünkü her zaman küçük bir kesir ile uzaklaşacaksınız. Kadranı 0 ile 1 arasında ayarlamak kolaydır. Bu yüzden tüm yörüngeler elipstir.

Şimdi, pertürbasyon dediğin zaman, bu genellikle sistemdeki 3. bir gövdeyi ifade eder. Örneğin, Dünya-Güneş, Dünya güneşi bir elips şeklinde yörüngede döndürür. Güneş'in etrafında dönen Dünya ve Venüs'ünüz varsa, Venüs ve dünya birbirlerinin elipsini bozar.

Gezegenin bileşimi, kütlesinden dolayı farklı bir yerçekimi çekimi üretmek için yerçekimini etkiliyor olabilir mi? Demek istediğim, bir gezegen tek bir maddeden oluşuyorsa, gezegenin yörüngesi tam olarak dairesel olur mu?

Yerçekimi, gezegenlerin tek tip olmadığını söylediğiniz nedenlerden dolayı yörüngedeki farklı noktalarda biraz değişiyor. Örneğin, Ay özellikle dengesizdir, bu nedenle bu, ayın etrafındaki yörüngelerde daha belirgindir, ancak tüm gezegenlerin bir dereceye kadar düzgün olmayan kütlesi vardır ve bunun bazı küçük etkileri vardır, ancak aslında tekdüze olmayan kütle elipslerin nedeni değildir. eliptik bir yörüngeyi hafifçe çarpıtacaktır.

Dünyanın sürekli değişen su ve gazlara ve hatta kendi dönüşünü etkileyen katı maddelere sahip olduğunu düşünüyorum. Bu kaymalar gezegenin güneş etrafındaki yörüngesini de etkileyebilir mi, yoksa dünyanın ve ayın toplam kütlesi yörüngeyi birlikte mi belirler?

Suyun etrafta çalkalandığını ve sürüklenmeye neden olduğunu düşünüyoruz çünkü içinde su olan bir şeyi döndürdüğümüzde veya hareket ettirdiğimizde bu bizim deneyimimizdir, ancak yörüngede olan bu değildir. Örneğin, Dünya güneşin etrafında yörüngede, okyanuslar da dahil olmak üzere dünyadaki her şey hep birlikte güneşin etrafında düşüyor, yani sizin demek istediğinizi düşündüğüm anlamda bir "değişme" olmuyor. Gelgit çıkıntıları vardır, ancak gelgit çıkıntılarının yörüngenin şekli üzerindeki etkisi oldukça küçüktür. Aslında, gelgit çıkıntılarının ilginç bir yan etkisi vardır, zamanla yörüngeleri dairesel hale getirme eğilimindedirler. Aslında önerdiğiniz şeyin tam tersi bir etkiye sahipler.

Bunu temel bilim düzeyinde ele almaya çalıştım. Düzeltmeler / açıklamalar hoş geldiniz.


Gezegen yörüngeleri neden dairesel değil? - Astronomi

Yıldızlar ve gezegenler neden küreseldir? Neden küp veya oval değiller?

Küçük nesnelerin şekli (insanlar, evler, dağlar ve küçük asteroitler gibi) mekanik özellikleriyle belirlenir. Bir kayayı alıp belirli bir şekle sokabilirsiniz ve hemen hemen o şekilde kalacaktır.

Ancak nesne ne kadar büyükse, yerçekimi alanı o kadar güçlü olur. Gerçekten yüksek bir bina inşa etmek istediğinizi hayal edin. Gerçekten sağlam bir temele sahip olduğundan emin olmalısınız, yoksa temel binanın ağırlığı altında ezilir ve bina yıkılır. Bir gezegende ya da yıldızda gerçekten büyük bir şey olsaydı, yerçekimi onu aşağı çekerdi.

Bir gezegen bir küp gibi olsaydı, küpün köşeleri gezegenin geri kalanından daha yüksek olurdu. Gezegenler ve yıldızlar çok büyük olduğundan, o köşeleri tutacak kadar güçlü bir "temel" inşa edemezsiniz! Onu inşa ettiğiniz herhangi bir şey onları tutmak için çok zayıf olacaktır. Yerçekimi sonunda onları aşağı çekecekti.

Katı kaya bile, çok güçlü bir yerçekimi kuvveti tarafından çok uzun süre çekilirse, çok yavaş da olsa bir sıvı gibi akacaktır. Kübik bir gezegenin veya yıldızın köşeleri sonunda ezilirdi.

Yerçekimi gezegenin veya yıldızın merkezine doğru çekildiğinden, her şey bir küre içine çekilir. Ancak, gezegenler ve yıldızlar gerçekten mükemmel küreler değildir. Dönerler, bu yüzden ekvator çevresinde biraz dışarı çıkarlar.

Bu sayfa 27 Haziran 2015'te güncellendi

Yazar hakkında

Britt Scharringhausen

Britt, Satürn'ün halkalarını inceliyor. Doktorasını 2006'da Cornell'den aldı ve şu anda Wisconson'daki Beloit College'da Profesör.


Güneş sistemi galaktik standardı takip eder - ancak bu nadir bir türdür

TRAPPIST-1 güneş sisteminin nasıl görünebileceğine dair bir sanatçının yorumunu gösteren çizim. TRAPPIST-1'in yedi gezegeninin tümü Dünya boyutunda ve karasaldır ve bileşimlerine bağlı olarak potansiyel olarak sıvı su barındırabilir. Kredi: NASA/JPL-Caltech

Kopenhag Üniversitesi, Niels Bohr Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, kendi galaksimiz Samanyolu'ndaki yıldızların yörüngesinde dönen 1000'den fazla gezegen sistemini araştırdı ve gezegenlerin yörüngeleri, gezegenlerin sayısı, oluşumları ve uzaklıkları arasında bir dizi bağlantı keşfettiler. yıldızlar. Kendi güneş sistemimizin bazı yönlerden çok nadir, bazılarında ise çok sıradan olduğu ortaya çıktı.

Sekiz gezegene sahip olmak nadirdir, ancak çalışma, güneş sisteminin, bir yıldızın etrafında gezegenlerin oluşumu için hepsinin uyguladığı aynı, çok temel kuralları izlediğini gösteriyor. Onu yaşamı içinde barındıracak kadar özel yapan şeyin ne olduğu sorusu hala iyi bir soru. Çalışma şimdi yayınlandı MNRAS

Eksantrik gezegen yörüngeleri, gezegen sayısını belirlemenin anahtarıdır

Herhangi bir güneş sistemindeki yörüngelerin eksantrikliği ile gezegenlerin sayısı arasında çok açık bir ilişki vardır. Gezegenler oluştuğunda, bir gaz ve toz bulutunda dairesel yörüngelerde başlarlar. Ama yine de boyut olarak nispeten küçükler, ayla karşılaştırılabilir boyutlara kadar. Biraz daha uzun bir zaman ölçeğinde, yerçekimi yoluyla etkileşirler ve giderek daha fazla eksantrik veya eliptik yörüngeler kazanırlar. Bu, eliptik yörüngeler birbirini kestiği için çarpışmaya başladıkları anlamına gelir ve böylece çarpışmalar nedeniyle gezegenlerin boyutları büyür. Çarpışmaların sonucu, tüm parçaların yalnızca bir veya birkaç gezegen haline gelmesiyse, eliptik yörüngelerde kalırlar. Ancak sonunda çok sayıda gezegen haline gelirlerse, aralarındaki yerçekimi, enerjilerini kaybetmelerine neden olur ve böylece giderek daha fazla dairesel yörüngeler oluştururlar.

Araştırmacılar, gezegenlerin sayısı ile yörüngelerin ne kadar dairesel olduğu arasında çok net bir ilişki buldular. Profesör Uffe Gråe Jørgensen, "Aslında bu gerçekten bir sürpriz değil," diye açıklıyor. "Ancak güneş sistemimiz, bizimki kadar çok gezegene sahip başka hiçbir güneş sisteminin bilinmemesi anlamında benzersizdir. Dolayısıyla belki de güneş sistemimizin korelasyona uymaması beklenebilir. aslında, tam üzerinde."

Bu kurala uymayan tek güneş sistemleri, tek gezegenli sistemlerdir. Bazı durumlarda, bunun nedeni, bu tek gezegenli sistemlerde, gezegenin yıldızın çok yakın çevresinde dönmesidir, ancak diğerlerinde, bunun nedeni, sistemlerin aslında başlangıçta varsayıldığından daha fazla gezegeni tutabilmesidir. Bilimsel makalenin ilk yazarı Nanna Bach-Møller, "Bu durumlarda, kuraldan sapmanın şimdiye kadar gizlenmiş daha fazla gezegeni ortaya çıkarmamıza yardımcı olabileceğine inanıyoruz" diye açıklıyor. Gezegen yörüngesinin eksantrikliğinin kapsamını görebilirsek, o zaman sistemde kaç tane daha gezegen olması gerektiğini biliriz - ve tam tersi, eğer gezegenlerin sayısına sahipsek, şimdi onların yörüngelerini biliyoruz. "Bu, kendi güneş sistemimiz gibi gezegen sistemlerini tespit etmek için çok önemli bir araç olacaktır, çünkü güneş sistemimizdeki gezegenlere benzer birçok ötegezegen, onları nerede arayacağımızı bilmiyorsak, doğrudan tespit etmek zor olacaktır."

Dünya şanslı %1 arasında

Ötegezegen arayışında hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın aynı sonuca ulaşılır. Yani, oyunda temel, evrensel fizik var. Araştırmacılar bunu şunu söylemek için kullanabilirler: Güneş sistemimizle aynı eksantrikliğe sahip kaç sistem var? - daha sonra güneş sistemimizle aynı sayıda gezegene sahip kaç sistemin olduğunu değerlendirmek için kullanabiliriz. Cevap, güneş sistemimizle aynı sayıda veya daha fazla gezegene sahip tüm güneş sistemlerinin sadece %1'inin olmasıdır. Samanyolu'nda yaklaşık 100 milyar yıldız varsa, bu yine de bir milyardan az olmayan güneş sistemidir. Yaşanabilir bölgede, yani sıvı suyun varlığına izin veren yıldızlarından uzakta yaklaşık 10 milyar Dünya benzeri gezegen var. Ancak Uffe Gråe Jørgensen, yaşanabilir bölgede olmakla yaşanabilir olmak veya teknolojik bir medeniyet geliştirmiş olmak arasında büyük bir fark olduğunu vurguluyor. "Orada çok büyük miktarda UFO olmamasının bir nedeni var. Bir güneş sistemindeki gezegenlerin fethi başladığında, oldukça hızlı gidiyor. Bunu kendi uygarlığımızda görebiliyoruz. Ay'a gittik ve Mars'ta zaten birkaç robotumuz var ama yıldızların yaşanabilir bölgelerindeki milyarlarca Dünya benzeri dış gezegenden çok fazla UFO yok, bu yüzden özellikle yaşam ve teknolojik uygarlıklar muhtemelen hala oldukça kıt."

Dünya özellikle özel değildir - sistemdeki gezegenlerin sayısı tamamen bununla ilgilidir.

Yaşamı barındırmak için yaşanabilir bölgede Dünya boyutunda bir gezegen olmaktan başka ne gerekir? Burada, Dünya'da ve güneş sistemimizde gerçekten özel olan nedir? Dünya özel değil - orada Dünya benzeri bir sürü gezegen var. Ama belki de gezegenlerin sayısı ve doğası olabilir. Güneş sistemimizde birçok büyük gaz gezegeni var, bunların yarısı. Büyük gaz gezegenlerinin varlığı, burada, Dünya'daki varlığımızın nedeni olabilir mi? Bu tartışmanın bir kısmı, büyük gaz gezegenleri Satürn ve Jüpiter'in, gezegen yarım milyar yaşındayken su taşıyan kuyruklu yıldızları Dünya'ya yönlendirerek burada yaşamın oluşmasını sağlayıp sağlamadığı sorusunu içeriyor.

Bu, bir güneş sisteminin sekiz gezegene ev sahipliği yapmasının ne kadar benzersiz olduğunu ilk kez gösteren bir çalışmadır, ancak aynı zamanda güneş sistemimizin tamamen benzersiz olmadığını da göstermektedir. Güneş sistemimiz, diğer güneş sistemleriyle aynı fiziksel kuralları takip ediyor, biz sadece ölçeğin olağandışı ucundayız. Ve biz hala, tam olarak neden bunu merak edebilmek için burada olduğumuz sorusuyla baş başayız.


Gezegen Yörüngelerinin Tuhaf Örneği

Güneş sistemimizin gezegenleri elips şeklinde hareket eder. Johannes Kepler'in 1600'lerin başında gezegensel hareket yasalarını tasarladığından beri bunu biliyoruz. Yörüngelerin (yaklaşık olarak) elips olduğu doğru olsa da, düşündüğünüz kadar eliptik değiller ve bu büyük ölçüde güneş sisteminin tipik olarak sunulma biçiminden kaynaklanıyor. Örneğin, şu anda güneş sistemimizde aktif olan uzay görevlerini gösteren bir rakam alın.

Bu tür birçok figür gibi, güneş sistemi de eğik bir perspektifle gösterilir ve bu nedenle yörüngeler oldukça eliptik görünür. Gerçekte, çoğu gezegenin yörüngeleri son derece daireseldir. Dünya'nın yörüngesini 100 metre (328 ft) boyunca mükemmel bir daire olarak çizecek olsaydık, bu, Dünya'nın gerçek yörüngesine 14 milimetre (0,5 inç) kadar doğru olurdu. Kepler modelini önerdiğinde, yalnızca Merkür ve Mars'ın yörüngelerinin dairesel olmadığı biliniyordu. Bunların gerçek elips olup olmadığı hâlâ bir tartışma konusuydu. Bu, Newton'un 1600'lerin sonlarında evrensel yerçekimi teorisini geliştirmesine kadar Kepler'in modelinin tam olarak kabul edilmemesinin bir nedenidir.

Eski gökbilimciler gezegen yörüngelerinin dairesel olduğunu düşünürken, basit daireler olduklarını düşünmediler. Eliptik yörüngelerin sonuçlarından biri, gezegenlerin elipsin merkezi etrafında değil, odak olarak bilinen merkez dışı bir nokta etrafında dönmesidir. Bu kayma, hafif elips şeklinden çok daha belirgindir. Bu nedenle, erken gökbilimciler, merkezden kaydırılan, deferentler olarak bilinen dairesel yörüngeler önerdiler. Güneş sisteminin ilk modellerinin çoğu, Dünya'yı merkeze yerleştirdiğinden, tek bir dairesel yol, gözlemlenen gezegensel hareketle pek uyuşmuyordu. MÖ üçüncü yüzyılda Perga'lı Apollonius, merkez dışı bir deferent boyunca hareket eden episikllerin eklenmesini önerdi.

Başlangıçta, deferent ve epicycle'ın sabit oranlarda dönmesi önerildi. Bu, gezegenlerin yörüngesindeki bazı noktalarda neden daha hızlı, diğerlerinde daha yavaş hareket ettiğini açıkladı. Ancak MS ikinci yüzyılda gözlemler, hızdaki değişimi açıklayamayacak kadar doğru hale gelmişti. Böylece Claudius Ptolemy, denklik olarak bir fikir ortaya attı. Temel olarak bir yörüngenin eşiti, bir gezegenin farklı yörünge boyunca sabit bir hızla hareket ediyormuş gibi göründüğü bir noktadır. Eşdeğer, farklı olanın merkezi olmadığı için, gezegenin yörüngesi boyunca hızı değişirdi.

Farklılıklar, denkler ve dış döngüler kullanarak gezegenlerin hareketini hesaplamak karmaşık olabilir, ancak doğruydu. Copernicus 1500'lerin ortalarında Güneş merkezli bir güneş sistemi modeli önerdiğinde, bu önceki yer merkezli modellerden daha doğru değildi, ancak hesaplamaları daha basit hale getirdi. Değişen hızını tanımlamak için bir eşitliğe sahip olan Mars'ın güneş merkezli dairesel yörüngesi, gerçek harekete son derece yakındır. Dünyayı düşünmeyen gökbilimciler bile aslında Güneş'in yörüngesinde dolanan Copernican modelini hesaplama avantajları için kullanmaya başladı.

Kepler'in elipsleri tanıtması gezegensel hareket için zarif bir çözüm olsa da, yine de sadece yaklaşık bir tanımdı. Newton, Güneş'in etrafında dönen tek bir gezegenin eliptik bir yörüngeye sahip olacağını gösterdi, ancak gerçek güneş sisteminde gezegenler yerçekimi ile birbirlerini çekerler ve yörüngeleri mükemmel bir elipsten hafifçe bozulur. Gerçekte hiçbir gezegenin gerçekten eliptik bir yörüngesi yoktur. Kepler'in yasaları, bilindiği gibi, daha derin bir yerçekimi gerçeğinin güzel ama yaklaşık bir sonucudur.


Keşif

Gezegen ilk olarak Eylül 2010'da Santa Cruz'daki California Üniversitesi'nden Steven Vogt liderliğindeki bir ekip tarafından duyuruldu. W.M.'den 11 yıllık gözlemsel verileri kullanarak. Hawaii'deki Keck Gözlemevi, ekipler Gliese 581 yıldızının etrafında iki gezegen duyurdu: Gliese 581f ve Gliese 581g. Sonuçlar Astrophysical Journal'da yayınlandı ve ayrıca Arxiv'de ön baskı sürümünde kullanıma sunuldu.

Gezegenin, kırmızı bir cüce olan ana yıldızının yaşanabilir bölgesinde olduğuna inanılıyordu. Bu yıldız türü kendi güneşimizden daha soğuktur, bu da gezegenlerin yüzeylerinde suyun akmasına yetecek kadar ısı alabilmek için birbirlerine yaklaşmaları gerektiği anlamına gelir. Gökbilimciler genellikle yaşanabilirliği gezegenin sıvı suyu destekleyip desteklemediğine göre tanımlarken, onu etkileyebilecek birçok faktörün olduğu da kabul ediliyor. Bu, gezegenin atmosferini ve ana yıldızının enerji yayma açısından ne kadar değişken olduğunu içerir.

Keşfi açıklayan bir basın açıklamasında, araştırmacılar Gliese 581'in "biraz kontrol edilmiş yaşanabilir gezegen iddiaları geçmişine sahip olduğunu" kabul ettiler. Daha önce sistemde bulunan iki gezegen olan Gliese 581c ve Gliese 581d'nin daha sonra yaşanabilir bölgenin sınırında olduğuna inanılıyordu. (Gelecek yıllarda Gliese 581d'nin varlığı da sorgulandı). Sistemdeki gezegen sayısına ilişkin tarihsel tahminler, kullanılan yönteme bağlı olarak yaklaşık 3 ila 6 gezegen arasında değişir.

Gliese 581g'ye gelince, araştırmacılar gezegenin her zaman bir tarafının ana yıldızına dönük olduğunu ve diğer tarafının her zaman karanlıkta olduğunu söyledi. Yaşanabilirlik bölgesi muhtemelen gölge ve ışık arasındaki çizgide olacaktır.

Gliese 581g, ana yıldızında neden olduğu yerçekimi yalpalamalarını tespit ederek bulundu, ancak araştırmacılar, saniyede 1,6 metre hassasiyetle 200'den fazla gözlem gerektiğini söyledi. Keck'ten elde edilen veriler, Avrupa Güney Gözlemevi'nin Şili'deki La Silla 3.6 metrelik teleskobundaki bir başka ünlü gezegen avı aracı olan HARPS (Yüksek Doğruluklu Radyal hız Gezegensel Arama projesi) ile birleştirildi. Yıldızın parlaklık ölçümleri de Tennessee Eyalet Üniversitesi robotik teleskopuyla doğrulandı.


Gezegen yörüngeleri neden dairesel değil? - Astronomi

Yaklaşık beş milyar yıl önce Güneş baş döndürücü genç bir şeydi. Kendi ekseni etrafında dönüyordu ve çevresinde devasa tozlu bir disk dönüyordu. Disk malzemesinden oluşan gezegenler, aylar, asteroitler ve diğer nesneler. Disk artık mevcut olmasa da, işgal ettiği düzlem hala Güneş Sistemi gövdelerinin yörüngeleri tarafından işaretlenmiştir. buna denir tutulma düzlemi. Yörüngeler dairesel değil, biraz ezilmiş daireler olarak bilinirler. elipsler. eksantriklik bir yörüngenin şekli bize şeklinin ne kadar ezilmiş olduğunu söyler.

ekliptik
Dünya her yıl Güneş'in etrafında dönerken, Güneş'in konumunun sabit yıldızların arka planına karşı değiştiğini görüyoruz. Göründüğü yola ekliptik denir. Bu yol boyunca uzanan takımyıldızlar bir tür takvim işlevi gördü ve eski halklar için dini öneme sahipti. Onlar zodyak takımyıldızlarıdır.

Ekliptiği sadece bir yol olarak düşünmek yerine, onu düz bir yüzey, bir düzlem olarak hayal etmeye çalışın. Güneş'ten Güneş Sistemi'ne kadar uzanacaktı. Gezegenler ekliptik düzlemde yörüngede döner. Sekiz gezegen hemen hemen aynı düzlemdedir. Ancak Plüton'un yörüngesi ekliptik'e 17 derece eğimlidir.

Yani ekliptik gezegenlerin bulunduğu yerdir ve zodyakın merkez çizgisidir. Ama neden ekliptik olarak adlandırılıyor? İle ilgili olduğu içindir tutulmalar. Ay ayrıca ekliptik üzerinde olmasına rağmen, yörüngesi Dünya'nın yörüngesine göre hafifçe - yaklaşık 5 derece - eğimlidir. Yörüngelerin kesiştiği iki nokta vardır ve bunlara düğümler. Ay bir düğüm noktasındayken yeni bir Ay veya dolunay varsa, o zaman Güneş, Dünya ve Ay bir tutulma için sıraya girer.

Elips
Yüzyıllar boyunca insanlar yörüngelerin dairesel olduğunu ve Dünya'nın kozmosun merkezinde olduğunu varsaydılar. Mükemmel şekiller olan daireler ve küreler, göklerin bir özelliğiydi ve kusurlu Dünyamızla bir tezat oluşturuyordu. Aslında, Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerin yörüngeleri dairesel olmaya yeterince yakındır ve öyle olmadıklarını tespit etmek için çok dikkatli gözlem ve ölçüm yapılması gerekir.

Bununla birlikte, yörüngelerin dairesel olduğunu varsayarsanız, gezegen hareketiyle ilgili tahminler ve Venüs'ün geçişi gibi olaylarla ilgili tahminler doğru olmayacaktır. Modeli gözlemlere uygun hale getirmek için Ptolemy (90-168) gezegenleri karmaşık bir daire sistemi üzerinde hareket ettirdi. Aslında tahmin açısından oldukça iyi çalıştı, ancak uzun bir süre boyunca hatalar fark edilir hale geldi.

Kopernik, Güneş'i sistemin merkezine koyduğunda bir miktar gelişme oldu. Yine de yine de doğru değildi çünkü Kopernik dairesel yörüngeleri koruyordu. Atılım Johannes Kepler'in (1571-1630) çalışmasıyla geldi. Bir matematikçi olan Kepler, gezegen hareketlerini anlamlandırmak için Tycho Brahe'nin (1546-1601) yıllar boyunca yaptığı titiz gözlemleri kullandı. Sadece yörüngelerin dairesel olmadığı fikrini aldığında teori ve gözlem eşleşmesini yapabildi.

Kepler yörüngelerin elips olduğunu buldu. Bu, Brahe'nin verileriyle eşleşti ve Kepler bunları matematiksel olarak tanımlayabildi.

Bir elips, iki odak noktası olarak adlandırılan ezilmiş bir dairedir. odaklar. Güneş Sistemi açısından gezegenlerin yörüngeleri elips şeklindedir ve Güneş bir odaktadır. Daire, her iki odak noktasının da aynı yerde olduğu bir elipsin özel bir halidir.

eksantriklik
Eksantriklik, bize 0'dan 1'e kadar bir ölçekte bir elipsin ne kadar yuvarlak olduğunu söyleyen bir terimdir. Bir dairenin eksantrikliği 0'dır (e=0). Bir elipsin eksantrikliği 1 olamaz, ancak çok uzun ve dar bir elips 1'e yakın olabilir. Güneş Sistemi gezegenlerinin çok eksantrik yörüngeleri yoktur. Venüs, e=0.0068 ile en yuvarlak yörüngeye sahiptir. Cüce gezegen Plüton en eksantrik yörüngeye sahiptir (e=0,2488) ve daha önceki bir diyagramda gördüğümüz gibi, yörüngesi de ekliptik açısından dikkate değer biçimde eğimlidir. Eksantrik ve eğik yörüngelere sahip olmaları, en uzak nesnelerin çoğunun bir özelliğidir.

İçeriğin telif hakkı ve kopyası 2021, Mona Evans'a aittir. Tüm hakları Saklıdır.
Bu içerik Mona Evans tarafından yazılmıştır. Bu içeriği herhangi bir şekilde kullanmak isterseniz, yazılı izne ihtiyacınız vardır. Ayrıntılar için Mona Evans ile iletişime geçin.


Yıldızlar gezegenlerini yok etmez (çok sık)

Yıldızların gezegenler üzerinde cezbedici bir çekiciliği vardır, özellikle de içlerine göç edip ısınmadan önce yıldızlarından daha uzakta oluşan gaz devleri olan sıcak Jüpiter denilen bir sınıfta olanlar.

Şimdi, NASA'nın Kepler Uzay Teleskobu'ndan alınan verileri kullanan yeni bir çalışma, sıcak Jüpiterlerin yakın yörüngelerine rağmen yıldızları tarafından düzenli olarak tüketilmediğini gösteriyor. Bunun yerine, gezegenler, sonunda yenebilecekleri gün gelene kadar milyarlarca yıl boyunca oldukça istikrarlı yörüngelerde kalırlar.

NASA'nın California Institute of Technology, Pasadena'daki Exoplanet Bilim Enstitüsü'nden Peter Plavchan, "Sonunda, tüm sıcak Jüpiterler yıldızlarına daha da yaklaşıyor, ancak bu çalışmada bu sürecin yıldızlar çok yaklaşmadan önce durduğunu gösteriyoruz" dedi. Calif. "Gezegenler, yörüngeleri birkaç günde bir yıldızlarının etrafında dönerek dairesel hale geldikten sonra çoğunlukla sabitlenir."

Yakın zamanda yayınlanan çalışma, Astrofizik Dergisi, sıcak Jüpiter gezegenlerinin yıldızlara doğru ilerlemelerini nasıl durdurduklarını gösteren ilk kişidir. Bir yıldızın yerçekimi veya gelgit kuvvetleri daireselleşir ve bir gezegenin yörüngesini nihayet dairesel hale geldiğinde, göç durur.

NASA'nın Moffet Field, California'daki Ames Araştırma Merkezi'nden bir Kepler bilim adamı olan Jack Lissauer, "Sadece birkaç sıcak Jüpiter bilindiğinde, birkaç model gözlemleri açıklayabilirdi" dedi. "Ancak bu gezegenlerin popülasyonlarındaki eğilimleri bulmak, gelgitlerin, genellikle görünmeyen gezegen ve yıldız arkadaşlarının yerçekimi kuvvetleriyle birleştiğinde, bu dev gezegenleri ev sahibi yıldızlarına yaklaştırabileceğini gösteriyor."

Sıcak Jüpiterler, kütle ve bileşim olarak Jüpiter'e benzeyen dev gaz toplarıdır. Hayata bir güneşin parıltısı altında başlamazlar, Jüpiter'in güneş sistemimizde yaptığı gibi soğuk dış kısımlarda oluşurlar. Nihayetinde, sıcak Jüpiter gezegenleri yıldızlarına doğru yöneliyor, bu hala tam olarak anlaşılamayan nispeten nadir bir süreç.

Yeni çalışma, sıcak Jüpiter'in seyahatlerinin sonuyla ilgili soruları yanıtlayarak, onların göçünü neyin frenlediğini ortaya koyuyor. Daha önce, bunun nasıl olabileceğini açıklayan bir avuç teori vardı. Bir teori, yıldızın manyetik alanının gezegenlerin daha uzağa gitmesini engellediğini öne sürdü. Bir yıldız gençken, gezegen oluşturan bir malzeme diski onu çevreler. Materyal yıldızın içine düşüyor - astronomların toplanma dediği bir süreç - ama etrafındaki manyetik balona çarptığında, manyetosfer adı verilen malzeme, balonun etrafında ve üstünde hareket ederek, yıldıza yukarıdan ve aşağıdan iniyor. Bu balon göç eden gezegenleri durdurabilirdi, bu yüzden teori gitti.

Başka bir teori, gezegenlerin, gezegen oluşturan diskin tozlu kısmının ucuna çarptıklarında ilerlemeyi durdurduklarını savundu.

Tucson, Arizona Üniversitesi'nden ortak yazar Chris Bilinski, "Bu teori, temel olarak, bir gezegenin geçtiği toz yolunun, gezegen yıldızın içine düşmeden önce sona erdiğini söyledi" dedi. "Yıldız ile tozlu diskinin iç kenarı arasında, gezegenlerin göçlerini durdurduğu düşünülen bir boşluk oluşuyor."

Yine de, araştırmacıların doğru bulduğu üçüncü bir teori, yıldızın gelgit kuvvetleri yörüngesini dairesel hale getirme işini tamamladıktan sonra, göç eden bir gezegenin durduğunu öne sürdü.

Bunları ve diğer senaryoları test etmek için bilim adamları, 126 doğrulanmış gezegene ve 2.300'den fazla adaya baktılar. Adayların çoğu ve bilinen gezegenlerin bazıları NASA'nın Kepler misyonu aracılığıyla belirlendi. Kepler, sıcaklıkların sıvı su için yeterince sıcak olduğu yörüngede dönen kayalık olanlar da dahil olmak üzere her boyutta ve türde gezegen buldu.

Bilim adamları, gezegenlerin yıldızlarından uzaklığının, yıldızın kütlesine bağlı olarak nasıl değiştiğine baktılar. Gezegenlerin göç etmesini neyin durdurduğunu açıklayan çeşitli teorilerin, bir yıldızın kütlesinin gezegenin yörüngesini nasıl etkilediğine dair tahminlerinde farklılık gösterdiği ortaya çıktı. "Gelgit kuvvetleri" teorisi, daha büyük kütleli yıldızların sıcak Jüpiterlerinin ortalama olarak daha uzakta yörüngede dolaşacağını öngördü.

Anket sonuçları "gelgit kuvvetleri" teorisiyle eşleşti ve hatta büyük yıldızlar ile daha uzak yörüngeler arasında tahmin edilenden daha fazla bir korelasyon gösterdi.

Bu, göç eden gezegenleri neyin durdurduğuna dair gizem için yolun sonu olabilir, ancak yolculuğun kendisi hala birçok soruyu gündeme getiriyor. Gaz devleri içe doğru yolculuk ederken, bazen daha küçük, kayalık gezegenleri ve onlarla birlikte herhangi bir yaşam şansının evrimleşmesini engelledikleri düşünülmektedir. Şansımıza, Jüpiter'imiz güneşe doğru yolculuk etmedi ve Dünyamız huzur içinde kaldı. Bunun gibi daha fazla çalışma, gezegen göçünün bu ve diğer sırlarını açıklamaya yardımcı olacaktır.

NASA Ames, Kepler'in yer sistemi geliştirmesini, görev operasyonlarını ve bilim veri analizini yönetiyor. NASA'nın Pasadena, California'daki Jet Propulsion Laboratuvarı, Kepler misyon geliştirmesini yönetti. Boulder, Colo.'daki Ball Aerospace & Technologies Corp., Kepler uçuş sistemini geliştirdi ve Boulder'daki Colorado Üniversitesi'ndeki Atmosferik ve Uzay Fiziği Laboratuvarında JPL ile görev operasyonlarını destekliyor. Baltimore'daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, Kepler bilim verilerini arşivler, barındırır ve dağıtır. Kepler, NASA'nın 10. Keşif Misyonudur ve NASA'nın Washington'daki merkezindeki Bilim Misyonu Müdürlüğü tarafından finanse edilmektedir.

NASA'nın Caltech'teki Exoplanet Bilim Enstitüsü, NASA için Keck teleskopunda zaman ayırmayı yönetiyor. JPL, NASA'nın Exoplanet Exploration program ofisini yönetiyor. Caltech, NASA için JPL'yi yönetiyor.


Gezegen yörüngeleri neden dairesel değil? - Astronomi

Bu bölümü okuduktan sonra şunları yapabilmelisiniz:

  • gezegenlere, uydulara ve uydulara etki eden kuvvetleri tanımlar
  • Bir siklotronda yüklü parçacıkların nasıl hızlandırıldığını açıklayın

Bu bölüm aşağıdaki konuları kapsar

Güneş Sisteminde Hareket

Gezegendeki tüm hareketler Güneş Sistemi Kuzey Kutbu'ndan bakıldığında saat yönünün tersinedir. daha ileri bir gezegen Güneş'ten geliyorsa, yörüngesindeki hız o kadar yavaştır. Gezegenlerin yörüngeleri elips olmasına rağmen, çoğu gezegen için çemberlere o kadar yakındırlar ki dairesel hareket anlayışımız uygulanabilir.

Gezegenler şu şekilde düşünülebilir:

  • Güneş'in etrafında bir daire içinde sabit hızla hareket etmek
  • merkezcil ivme ile Güneş'e doğru hızlanıyor v 2 / r.

Merkür ve Plüton oldukça eliptik yörüngelere sahiptir, diğer gezegenler daire olmaya çok yakın yollar izlerler.

Gezegenler boşlukta hareket ettikleri için uzayda direnç kuvveti yoktur. Onlara etki eden tek kuvvet yerçekimidir. Bir gezegen ve Güneş arasındaki yerçekimi, merkezcil ivmeye neden olmak için gereken dengesiz kuvveti sağlar.

Diyagram, Güneş ile bir gezegen arasındaki çekici güçleri göstermektedir.

Bu diyagram, bir gezegendeki yerçekimi kuvvetinin, kütle merkezinde etki ettiğini ve Güneş'in kütle merkezine doğru yönlendirildiğini göstermektedir.

Gezegendeki kuvvet:

  • boyut olarak eşit ve Güneş'tekine zıt yönde
  • hareket yönüne dik açıda
  • dairesel hareketi sürdürmek için gereken dengesiz, merkezcil kuvvet.

Yerçekimi kuvvetini şuna eşitleyerek mv 2 / r, yörünge hızının gezegenin kütlesine değil, yalnızca yörünge yarıçapına bağlı olduğu ortaya çıkıyor.

Mars ve Jüpiter arasındaki asteroit kuşağındaki asteroitler, çok çeşitli kütlelere ancak benzer yörünge sürelerine sahiptir.

ANAHTAR NOKTASI - Bir gezegeni dairesel bir yörüngede tutmak için gereken merkezcil kuvvet, gezegen ile Güneş arasındaki yerçekimi kuvvetidir: yani v 2 r = GM s burada M s Güneş'in kütlesi ve Mp gezegenin kütlesidir .

Bir gezegenin yörünge hızı ile yarıçapı arasındaki ilişki, bir gezegenin yörüngesine uygulanabilir. uydu Güneş'in kütlesini değiştirerek Dünya'nın etrafında, Ms, Dünya'nınkiyle, ME. Bu, bir uydunun hızının herhangi bir yörünge yarıçapında hesaplanmasını sağlar.

Bu ilişki, Dünya'nın doğal uydusu Ay için de geçerlidir.

Bazı iletişim uyduları işgal ediyor jeo-senkron yörüngeler . Geo-senkron yörüngedeki bir uydu:

  • ekvatorun üzerindeki yörüngeler
  • Dünya yüzeyine göre aynı konumda kalır
  • 24 saatlik bir yörünge süresine sahiptir.

Geo-senkron bir yörüngenin yarıçapı şu şekilde hesaplanabilir: v 2 r = GME. Bu denklemde iki bilinmeyen olduğundan, v olarak yazılabilir 2πr/t değeri çözmek için
nın-nin r.

Manyetik alanlarda dairesel yörüngeler

Yüklü bir parçacık bir manyetik alana dik açılarda hareket ettiğinde, parçacık üzerindeki manyetik kuvvet hem hareket yönüne hem de manyetik alana diktir. Bu dairesel hareketle sonuçlanabilir.

Diyagram, kağıda yönlendirilmiş bir manyetik alanda hareket eden bir elektron üzerindeki yolu ve kuvveti göstermektedir.

Fleming'in kuralını elektronlara uygularken, akımın yönünün elektronların hareket yönünün tersi olduğunu unutmayın.

Elektron dairesel bir yol izler, manyetik kuvvet dairenin merkezine doğru ivmeye neden olmak için gereken dengesiz kuvvettir. Dairesel yolun yarıçapı elektronun hızıyla orantılıdır.

ANAHTAR NOKTASI - Bir Q yükü, B kuvvetine sahip bir manyetik alan içinde dairesel bir yolda hareket ettiğinde:

BQv=mv 2 /r so BQ = mv/r

For an electron, Q = e, so the relationship is Be = mv/r

The cyclotron

bir cyclotron uses a magnetic field to force charged particles to move in a circular path, and an electric field to accelerate them as they travel around the circle. As the charged particles accelerate, the increase in speed results in an increase in the radius of the circle, so they spiral outwards.

A cyclotron consists of two D-shaped halves called dees. A magnetic field acting at right angles to the plane of the dees causes a beam of charged particles to follow a circular path. Particles such as protons and alpha particles are both suitable for use in cyclotrons.

Particles accelerated in a cyclotron are used to probe atomic nuclei and for treating some cancers.

The diagram shows the path of protons produced at the centre of the cyclotron.

  • the beam of charged particles is accelerated as it passes from one dee into the other
  • this occurs because of the alternating electric field which changes polarity so that it attracts the particles as they enter a dee
  • the frequency of the alternating voltage must be equal to the frequency of rotation of the particles
  • the radius of orbit increases as the particles accelerate.

The frequency of rotation of the charged particles in a cyclotron matches that of the accelerating voltage and does not depend on the speed of the particles. The value of the magnetic field strength can be adjusted to achieve the desired frequency.

If the frequency of the accelerating voltage is fixed, each orbit takes the same time. With an increase in the radius of successive orbits, the particles travel increasing distances in a given time period.

KEY POINT - The frequency of rotation of a charged particle in a cyclotron, f, is related to the magnetic field strength, B, by the expression:

f = BQ / 2πm where Q is the charge on a particle of mass m.


Do planets orbit the sun in perfect circles?

Herşey gezegenler in our solar system follow an elliptical path. This path is known as an yörünge. Dünya'nın yörünge is not a perfect circle. If we were to draw the Earth's yörünge on a sheet of paper as a perfect circle, the width of the line would be larger than the elliptical path of the Earth.

Furthermore, why do planets orbit around the sun? Anyway, the basic reason why the planets revolve aroundveya orbit, the Sun, is that the gravity of the Sun keeps them in their yörüngeler. Just as the Moon yörüngeler the Earth because of the pull of Earth's gravity, the Earth orbits the Sun because of the pull of the Sun's gravity.

Similarly, you may ask, is the Earth's orbit around the sun a perfect circle?

Dünya'nın yörüngesi is not a perfect circle. It is elliptical, or slightly oval-shaped. This means there is one point in the yörünge nerede Dünya is closest to the Sun, and another where Dünya is farthest from the Sun. The closest point occurs in early January, and the far point happens in early July (July 7, 2007).


Why do the planets orbit the sunny on a relatively horizontal plane?

If gravity is an inwards force towards a mass, there's no reason I can think of why our solar system's planets orbit the sun on such a relatively horizontal plane, why aren't some planet's orbits perpendicular to ours? Is it just chance? is this the case for all known stars?

All the planets are believed to have been formed from the same accreting disk of gas and dust that surrounded the Sun. Same accreting disk=same orbital plane.

OK, but space is 3-D (without the glasses). Why does the gas and dust tend to form in a disc, as opposed to a spherical shell, around a sun?

Related question: why is Pluto in a different plane than the solar system's planets?

Bingo! From ye olde wikipedia: "The currently accepted method by which the planets formed is known as accretion, in which the planets began as dust grains in orbit around the central protostar."

With the exception of comets whose orbits originate from the Oort Cloud, which is why they're generally considered a lot more dangerous than asteroids because they can come from absolutely anywhere in the sky.

Basically it's left over momentum from the disk of dust/gas that formed the sun and then the planets.

Because of conservation of angular momentum.

The Sun and the planets were formed from the same contracting cloud of gas. This gas cloud was rotating very slightly when it started out, and the speed of rotation increased as the cloud was collapsing due to gravity, in the same way figure skaters can rotate faster in the air by pulling their arms in to their sides. The fast rotation caused the gas cloud to take the shape of a disc, from which the planets were eventually formed. This video explains it very well: http://youtu.be/tFLOsRSuW0E

A slight correction, though: It is not entirely correct to say that the gas cloud was stretched into a disc shape, since the solar system is much smaller than the original gas cloud. It is more correct to say that particles positioned along the rotational axis fell straight towards the center of what would later become the center of the Sun, thus clearing that area of matter. Particles positioned more off-center had a certain velocity relative to the axis, and could thus start to maintain an orbit around the proto-sun. A lot of collisions and mayhem later, and things settled down into most of the particles going in almost circular orbits in the disc.

An interesting aside: When the center of the disc eventually became hot and dense enough to sustain a fusion process, the Sun was born. All this new energy production caused a massive outflux of light and matter, which is what we call the Solar Wind and is still ongoing. This wind pushed all the matter in the disc outwards, with the lighter elements such as hydrogen and helium being pushed fartest away. This is why you find the rocky planets such as The Earth and Mars close to the Sun, while the giant gas planets such as Jupiter and Saturn (which both consist mostly of hydrogen) are located further away.