Astronomie

Obíhá oběžná dráha měsíce? Proč přílivové topení obíhá oběžné dráhy?

Obíhá oběžná dráha měsíce? Proč přílivové topení obíhá oběžné dráhy?


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.

Měsíc má samozřejmě eliptickou oběžnou dráhu, ale jak se každý rok od Země vzdaluje, stane se jeho oběžná dráha více kruhová a jak to? Oběžná dráha Io je díky přílivovým topným účinkům stále více kruhová, ale proč?


Narazil jsem na to o rok později, ale myslel jsem si, že zveřejním jednoduchou, nematickou odpověď.

Gravitační vliv Měsíce na Zemi je podobný jakémukoli obíhajícímu tělesu na jeho primárním povrchu, protože vytváří bouli na zemském povrchu a v menší míře naopak. Jak se Země otáčí, boule se pohybuje po svém obvodu, takže vždy ukazuje téměř směrem k Měsíci.

Protože zemská kůra není dokonale elastická, tato pohyblivá deformace nikdy není přesně pod Měsícem, ale mírně ji vede. (To by se stalo, i kdyby kůra byly dokonale elastické, kvůli setrvačnosti materiálu, který je přemístěn.) To vede ke třem jevům.

První je, že část rotační energie Země se rozptýlí jako teplo. Není to moc, ale je to důležité v poslední fázi přílivového zamykání.

Druhým je to, že mírně zvýšená gravitace této boule, která vede Měsíc tak, jak to dělá, táhne Měsíc na jeho oběžné dráze. Jak dodává kinetickou energii na Měsíc, má sklon zvedat Měsíc výše na jeho oběžné dráze. Stejná síla táhne dozadu proti rotaci Země a zpomaluje ji.

Třetí je, že když je Měsíc nejblíže Zemi na své ne zcela kruhové oběžné dráze, je tato síla větší a více ji zvedá, když je blízko Země. To má tendenci vyžehlit jakoukoli výstřednost na oběžné dráze Měsíce.

Souhrn toho všeho spočívá v tom, že rotace Země se nakonec zpomalí na rychlost, kterou se kolem ní točí Měsíc, a snižuje to výstřednost oběžné dráhy Měsíce. Tato síla klesá, jakmile se tyto dvě synchronizují, přičemž poslední zbytek zemské „přebytečné“ rotační energie se ztrácí přílivovým ohřevem, takže jedna strana vždy směřuje k Měsíci.

Mějte na paměti, jak poznamenávají další plakáty, že gravitace Slunce má tendenci dělat oběžnou dráhu Měsíce mírně excentrickou, což by nakonec způsobilo, že Země / Měsíc budou tidally uzamčeni ke Slunci, ale trochu Fermiho aritmetiky naznačuje, že sluneční soustava zvítězila sama nevydrží tak dlouho.


Krátká odpověď: ANO. Předpokládám, že máte na mysli výstřednost na oběžné dráze Měsíce kolem Země.

Obecně platí, že slapové síly v binárních systémech (jako je systém Země-Měsíc nebo binární hvězda atd.) Ovlivňují binární systém třemi hlavními způsoby: v pořadí od nejdelšího časového období po nejkratší časový rámec

1) cirkularizace oběžné dráhy (excentricita jde na nulu, binární oddělení na minimum).

2) vyrovnání rotačního úhlového momentu binárních složek s orbitálním momentem hybnosti (směry $ S $ a $ L $ jsou stejní).

3) synchronizace rotační frekvence binárních komponent s orbitální frekvencí.

ale proč?

Existuje několik způsobů, jak odpovědět „proč“, a zde je skvělá koncepční odpověď, kterou dal sám Boží otec astrofyzikálních přílivů, Z. P. Zahn:

Základní vlastností uzavřených mechanických systémů je, že si zachovávají svoji celkovou hybnost. To platí zejména pro binární hvězdy, systémy hvězdných planet, ať už mají nebo nemají kotoučový disk, pokud lze ignorovat moment hybnosti, který je unášen větry a gravitačními vlnami. Prostřednictvím slapové interakce se kinetická energie a moment hybnosti vyměňují mezi rotací komponent, jejich orbitálním pohybem a diskem. Při absenci takového disku, o kterém zde budeme uvažovat, se vyvíjejí v důsledku viskózního a radiačního rozptylu do stavu minimální kinetické energie, ve kterém je oběžná dráha kruhová, rotace obou hvězd je synchronizována s orbitální pohyb a jejich osa rotace je kolmá na orbitální rovinu. Jak rychle má systém tendenci k tomuto stavu, je určeno silou přílivové interakce, a tedy oddělením dvou složek ...

Přílivový točivý moment tedy v zásadě pohání rozptyl a toto rozptylování přivádí binární do stavu minimální kinetické energie, tj. Kruhová oběžná dráha, synchronizované otáčky s oběžnou dráhou, zarovnané otáčky s oběžnou dráhou.

Zde je obrysový graf časových rozsahů poskytovaných rovnicemi #$9 - 13$ ze seminární práce Hut z roku 1981, za předpokladu, že se separace oproti ostatním veličinám příliš nezmění, pro binární soubor složený z černé díry a hvězdy Wolf-Rayet, což je podobný systém jako planetový-satelitní systém, kde jsou časové rámce parametrizováno z hlediska hmotnosti hvězdy WR a oddělení binárního souboru:

Tečkovaná černá čára je časová škála sloučení pro binární soustavu kvůli gravitačním vlnám, což znamená, že pod touto čárou jste binární, která se spojuje během života vesmíru. Časová osa synchronizace je nezávislá na počátečním otočení hvězdy WR, a proto je v grafu pouze jedna synchronizační čára, ale časová osa alignemnt závisí na počátečním otočení komponenty, která cítí příliv a odliv. Body pod obrysy dosáhnou tohoto procesu (pod červenou přerušovanou čarou jsou synchronizovány). Množství $ f_ {B} $ je parametr zlomku zlomku, je mezi $0$ a $1$a jehož výběr určuje počáteční rotaci hvězd WR jako zlomek jejího rozpadu rotace. (obrysy časových řad přílivu a odlivu byly vytvořeny rovnicí životnosti WR s časovým harmonogramem přílivu a odlivu). Nezahrnul jsem časový rozvrh cirkularizace, protože je v zásadě vždy menší než synchronizace. časová osa (vidět jednoduše ze skutečnosti, že obecně, $ S << L $).

Nakonec je třeba říci, že hvězda WR je zcela odlišná od měsíce / satelitu, avšak účinky přílivu a odlivu na každou z nich jsou dostatečně podobné, aby bylo možné provést koncepční srovnání (protože hvězda WR je mnohem méně hmotná než BH, stejně jako Měsíc než Země, hierarchie přílivových časových harmonogramů je stejná, ale musíte si uvědomit, že apsidální reakce WR na přílivový gradient je velmi odlišná od skalního měsíce).

Jak jste zdůraznili, oběžná dráha Měsíce je mírně excentrická, ale Měsíc je také přílivově synchronizován s rotací Země (které jsou synchronizovány s rotací orbity). To by mělo dávat smysl, protože přílivy a odlivy trvá déle, než se synchronizují.

Jsem si jistý, že někdo může zveřejnit příklad použití přílivu a odlivu ve skutečném systému planeta-měsíc, spíše než v mém systému hvězdných děr. :)


Přílivové účinky na rotaci Země a # 039s a oběžnou dráhu měsíce a # 039s

Témata jsou: jak lunární přílivy (1) způsobí zpomalení rotace Země a (2) způsobí, že se Měsíc vzdálí od Země. Toto vlákno má být konkrétnější.

@ Drakkith citoval (příspěvek č. 8) článek o vědě z roku 1996 týkající se tématu

jehož abstrakt zní velmi zajímavě a který, jak doufám, přečtu někdy v příštích několika týdnech.

Drakkith také citoval z článku Wikipedie o slapovém zrychlení:

V příspěvku č. 7 jsem se přiznal, že jsem této logice nerozuměl. V tomto vlákně proběhla nějaká další diskuse o tomto podtématu, která mě přesto stále poněkud zmatila, a tak jsem se rozhodl zahájit toto konkrétnější vlákno.

Myslím, že následující hypotetický model pomůže vysvětlit mé současné chápání zjednodušením dynamiky.

Zvažte rotující pevný zploštělý sféroid s hmotou Země bez oceánů. Tvar oblateness vede k tomu, že každý bod na povrchu má stejný lokální tah dolů jako každý jiný povrchový bod. V blízkosti rovníku vyboulení způsobuje větší gravitační tah dolů než v jiných povrchových bodech, ale rotace Země způsobuje odstředivou sílu, která snižuje tah dolů, takže tah sítě je stejný jako gravitační tah na pólech. Nyní předpokládejme, že po Zemi se šíří množství vody stejné jako v oceánech. Neexistují žádné povrchové masy a jediný celosvětový oceán. Hloubka vody bude největší na rovníku a nejméně na pólech kvůli odstředivé síle rotace Země. Jedná se o „anomální“ tvar tohoto modelu Země při absenci měsíce.

Nyní předpokládejme nerotující sférický měsíc s kruhovou oběžnou dráhou ve stejné rovině jako nominální zemský rovník. Toto je nominální měsíc. Předpokládejme, že období hvězdného dne nominální rotace Země (od západu k východu) je stejné jako u skutečné Země. Předpokládejme, že hvězdná oběžná doba nominálního měsíce (objevující se od pozorovatele na Zemi od východu na západ) je stejná jako u skutečného měsíce. Nominální měsíc způsobí přílivové boule na nominálních zemských oceánech.

Níže je moje nová interpretace citátu z Wikipedie, která se liší od interpretace, kterou jsem podal v druhém vlákně, protože si myslím, že nyní mám lepší porozumění na základě diskuse v druhém vlákně.

Začátek výkladu

Je toto vysvětlení správné?

Nyní ta část výkladu, se kterou mám největší potíže.


Co je Tidal Locking?

Měsíc je přílivově uzamčen k Zemi, což znamená, že vždy ukazuje jednu tvář naší planetě. Ve skutečnosti tomu tak je u většiny velkých měsíců ve sluneční soustavě. Jaký proces probíhá, aby se to stalo?

Stačí se podívat na Měsíc, není to krásné? Vezměte si dnes večer pěkný dalekohled nebo malý dalekohled a uvidíte obrovské krátery a starodávné lávové pláně. Podívejte se znovu zítra a uvidíte ... přesně ty samé věci. Jak víte, náš skromný Měsíc nám ukazuje pouze jednu tvář. Vůbec.

Pokud byste se mohli podívat na Měsíc obíhající kolem Země shora, viděli byste, že obíhá jednou kolem své osy přesně tak dlouho, jak dlouho trvá obíhat kolem naší planety. Vždy se točí a ukazuje nám přesně stejnou tvář. Co to skrývá?

Měsíc není jediným místem ve sluneční soustavě, kde se to stane. Všechny hlavní měsíce Jupitera a Saturnu vykazují stejnou tvář se svými rodiči. Pluto a Charon jsou ještě podivnější, dva světy jsou zamčené a věčně proti sobě. Astronomové tomu říkají slapové blokování a děje se to kvůli gravitační interakci mezi světy.

Jak víte, Měsíc táhne na Zemi a způsobuje příliv a odliv. Ve skutečnosti je tah Měsíce tak silný, že samotná země stoupá asi 30 cm, asi o stopu, když prochází kolem.

Na Měsíci je ještě silnější. Gravitace ze Země deformuje Měsíc do podlouhlého tvaru. Boky směřující k Zemi a od ní se vydouvají ven, zatímco ostatní jsou vytaženy dovnitř, aby to kompenzovaly. Díky tomu je Měsíc ve tvaru fotbalu.

Nyní to není velký problém, ale v dávné minulosti, krátce po svém vzniku, se Měsíc rychle točil. To znamenalo, že část Měsíce vyboulená k nám se neustále měnila, jako vodní přílivy na Zemi.

Obrovské množství horniny se musí posunout a změnit tvar, aby vyboulilo směrem k Zemi a pak se znovu usadilo, a to vyžaduje čas. Poloha boulí na Měsíci byla vždy trochu v nesouladu s gravitačním tahem Země.

Tyto boule fungovaly jako rukojeti, které mohla zemská gravitace zachytit, a utahovaly ji zpět na místo. V průběhu času zemská gravitace navždy zpomalila rychlost rotace Měsíce, dokud se nezastavila.

Stejný proces se odehrál na všech velkých měsících ve sluneční soustavě.
Díky své menší hmotnosti byl náš Měsíc před miliardami let přílivově uzamčen na Zemi. Nyní tento proces pokračuje, aby se také Země mohla přílivově uzamknout k Měsíci.

Ve vzdálené vzdálené budoucnosti se Měsíc zastaví na obloze a bude nehybně viset, viditelný pouze z poloviny Země.

Jak daleko? Asi za 50 miliard let, dlouho poté, co Slunce zemře, budou Země a Měsíc konečně vzájemně uzavřeny, stejně jako Romeo a Julie, Fry a Leela, Pluto a Charon. Gravitační síla je mocná věc. Dost silný na to, aby zastavil měsíc v jeho stopách.

Máte nějaké další otázky ohledně Měsíce? Zveřejněte své návrhy v komentářích a byli bychom rádi, kdybychom vytvořili více videí a hlouběji se zabývali!


Obíhá oběžná dráha měsíce? Proč přílivové topení obíhá oběžné dráhy? - Astronomie

Geomorfní rysy Evropy


Je zajímavé vidět měsíce v naší sluneční soustavě, které jsou tak geologicky aktivní, zatímco náš vlastní Měsíc není. Vzhledem ke své velikosti měl náš Měsíc dost času na vyzařování tepla do vesmíru, což způsobilo ochlazení jeho vnitřku, což zakazovalo geologickou činnost. Evropa je však menší než náš Měsíc (tabulka 1), přesto je stále geologicky aktivní. Důvod pro jeho pokračující činnost je způsoben přílivovým ohřevem - neustálým ohýbáním a roztahováním Evropy způsobeným tvarem její oběžné dráhy a gravitačním tahem od Jupitera, Io a Ganymeda.

Velikost gravitační síly je definována jako:


Kde G je gravitační konstanta, M je hmotnost hmotnějšího tělesa (Jupiter), m je hmotnost méně hmotného tělesa (Europa) a r je vzdálenost obou těles. Je vidět, že jak se zmenšuje vzdálenost mezi dvěma tělesy, síla se zvětšuje jako r 2 a jak se zvětšuje hmotnost těles, síla se také zvyšuje.

Přílivová síla je diferenciální gravitační síla pociťovaná napříč tělem. Jelikož je přední strana Europy blíže k Jupiteru než na opačné straně, pocítí větší gravitační sílu. Velikost síly pociťovaná na straně Evropy obrácené k Jupiteru je:

Síla pociťovaná na straně odvrácené od Jupiteru je:

kde d je průměr měsíce. Rozdíl v těchto dvou silách je slapová síla pociťovaná napříč Evropou:

Je vidět, že větší měsíce na sebe mají větší slapové síly. Není to však samotná slapová síla, která způsobuje slapové zahřívání v těle. Aby došlo k zahřátí, musí se změnit slapová síla. To si lze představit, pokud si vezmete gumičku a opakovaně ji natáhnete. Pás, který je napnutý a vlevo napnutý, nebude generovat teplo. Pokud se však pás opakovaně protahuje a ohýbá, bude se generovat teplo. Jedná se o protahování a protahování, protože vyvolává třecí zahřátí, podobně jako když si v chladném dni třete ruce. V Evropě dochází k dostatečnému přílivovému ohřevu, který udržuje její vnitřek teplý a Měsíc, aby zůstal geologickou aktivitou, i když je menší než náš vlastní Měsíc.

Ke změně slapové síly (známé také jako slapové napětí) dochází z důvodu oběžných drah Io, Europa a Ganymede. Tabulka 1 ukazuje, že první tři Galileovy měsíce jsou uzamčeny v orbitální rezonanci 4: 2: 1. Na každé oběžné dráze, kterou Ganymede dokončí, dokončí Europa dvě a Io čtyři. To je znázorněno na následujícím obrázku (obrázek 4). Tato rezonance nutí Evropu, aby měla výstřednost e = 0,01 (Greenberg 1981, Peale 1986). Výstřednost je měřítkem toho, jak moc se oběžná dráha odchyluje od dokonalého kruhu. Dokonalý kruh má výstřednost 0, eliptická dráha má výstřednost mezi 0 1 je hyperbolická dráha. Jelikož Evropa nemá dokonale kruhovou oběžnou dráhu, její vzdálenost od Jupitera se mění. To způsobí změnu slapové síly na Měsíc. Kromě toho Io a Ganymede mění svou vzdálenost s ohledem na Evropu a také zavádějí slapový stres.

Obrázek 4. Orbitální rezonance Io, Europa a Ganymede.

Evropa je uzamčena synchronní rotací kolem Jupiteru, stejně jako náš Měsíc kolem Země. U každé revoluce, kterou Evropa kolem Jupiteru provede, také dokončí jednu rotaci. Má orbitální období 3,55 dne a období rotace, takže stejná strana Evropy vždy čelí Jupiteru. Proto každý den v Evropě dělá kolem Jupitera jednu revoluci. Přílivové napětí na jedné oběžné dráze se označuje jako „denní“ napětí. Měnící se slapová síla vyvolaná výstředností Evropy a přetahování z ostatních měsíců deformuje Evropu každý den až o 3%. (Greenly et al. 2004). Moore a Schubert (2000) počítají, že by to mělo vést k deformaci kdekoli mezi 1 ma 30 mv závislosti na tom, zda je ledová skořápka pevná až po silikátovou vrstvu nebo jestli je ledová skořápka tenčí a sedí nad vrstvou kapalné vody. Ztráta tohoto kmene zahřívá vnitřek měsíce a ohýbání od denního napětí vede k geomorfním útvarům pozorovaným napříč povrchem.


Stabilita Laplaceovy rezonance

Někdo vyrábí mod pro videohru Kerbal Space Program (KSP), která do hry implementuje propperové N-tělo s bodovými hmotami (a možná v budoucnu i další dynamiku) místo aproximace kuželovitého základu. „Solární systém“ v KSP je zjednodušená a zmenšená verze naší vlastní sluneční soustavy. Někdo provedl numerickou simulaci tohoto systému pomocí N-těla, na které je vidět, že ne všechny oběžné dráhy jsou ve skutečnosti stabilní, konkrétně dva měsíce kolem plynného obra Jool, zvané Vall a Bop.

Plynový gigant Jool má, podobně jako Jupiter, tři vnitřní měsíce, které mají rezonanci 1: 2: 4, ale ten střední Vall je v simulaci vykopnut velmi brzy.

To vyvolává otázku, kdy je rezonance 1: 2: 4 stabilní / samoopravná. Hlavní rozdíl, který jsem si všiml mezi KSP a skutečnou sluneční soustavou, je ten, že v KSP jsou měsíce mnohem těžší ve srovnání s jejich mateřským tělem. U Io, Europa a Ganymede se hmotnostní poměry pohybují zhruba mezi $ 2,5 10 ^ <-5> $ a $ 7,8 10 ^ <-5> $, zatímco u Laythe, Vall a Tylo (jejich ekvivalenty KSP) se hmotnostní poměry pohybují zhruba mezi 7,3 $ 10 ^ <-4> $ a $ 1,0 10 ^ <-2> $. Orbitální prvky a fyzikální parametry nebeských těles v KSP najdete zde. To mě tedy přivádí k zamyšlení, zda existuje známý limit (hrubý odhad).

Sám jsem provedl simulace N-těles s bodovými hmotami pouze s dvěma měsíci v rezonanci 1: 2 s jejich výchozími hmotami (tedy Laythe a Vall nebo Vall a Tylo), v takovém případě se zdá, že jejich oběžné dráhy zůstávají stabilní. Zde je několik výsledků, ve kterých jsem vypočítal poloviční hlavní osu, $ a $ a výstřednost, $ e $, následovně, $ a = frac < mu r> <2 mu - v ^ 2 r> , $

Pro srovnání, pokud jde o časovou stupnici na výsledcích, se orbitální období nejvíce vnitřního měsíce Laythe rovná zhruba 5,3 10 ^ 4 $ sekund. Ale také jsem provedl simulace se všemi třemi měsíci, ve kterých jsem snížil hmotnosti Laythe a Tyla o faktor 10 (Vall již má hmotnost o řád menší), v takovém případě se zdá, že jejich oběžné dráhy zůstávají stabilní. Tyto výsledky si můžete prohlédnout zde. To vypadá chaotičtěji než kterákoli konfigurace dvou měsíců.

Toto je související otázka. Dosud nemá odpověď, ale jeden z jejích komentářů odkazuje na dokument, ale to nezmiňuje hmotnostní poměry jako kritérium pro to, zda by tři rezonance těla byly stabilní nebo ne.

Aby bylo jasné, uvažuji pouze o gravitační interakci mezi bodovými hmotami, takže zatím žádné slapové síly ani nodální precese. Hledám nějaký limit, pokud jde o hmotnostní poměry mezi rodičem a jeho satelity, podobný jako například Hill koule, která udává přibližný limit pro vzdálenost, na které jsou možné stabilní oběžné dráhy. I když je problém N-těla považován za chaotický, stále bych měl podezření, že by existoval nějaký způsob, jak tento poměr určit. Intuitivně bych si myslel, že pouze s gravitační interakcí může být takový systém stále stabilní a samoopravný.

Například pokud by se střední satelit rozrušil při nejbližším přiblížení vnitřního satelitu, takže by se zvedla opačná strana jeho oběžné dráhy, pak by to znamenalo, že by se jeho perioda zvýšila a body nejbližšího přiblížení s dalšími dvěma satelity by se začaly na oběžné dráze unášet dozadu. To by zpočátku zesílilo počáteční narušení, protože když by byl vnitřní satelit v počáteční poloze nejbližšího přiblížení, byl by mírně před středním satelitem, mírně by jej táhl, čímž by se ještě více zvětšila opačná strana oběžné dráhy středního satelitu. . Ale jakmile by se body nejbližšího přiblížení dost posunuly natolik daleko, že by jejich oddělení bylo velké, aby vyvolalo jakýkoli významný tah. Jakmile by se tento posun bodů nejbližšího přiblížení téměř otočil kolem 360 °, separační vzdálenost s vnitřním satelitem by se opět zmenšila, ale jeho časy každého nejbližšího přiblížení by vnitřní satelit stáhly prostřední satelit zpět, čímž by působily proti počátečním poruchám.


2 odpovědi 2

Planeta a její měsíc se otáčejí kolem svého kombinovaného těžiště nebo barycentra. V případě systému Země Měsíc je barycentrum docela blízko Země, protože Země je mnohem hmotnější než Měsíc. Pokud by se ale hmotnost Měsíce zvětšila, barycentrum by migrovalo pryč od Země směrem k Měsíci.

Pokud by Měsíc měl stejnou hmotnost jako Země, barycentrum by spadalo přesně mezi Zemi a Měsíc. V této situaci by systém mohl být lépe popsán jako binární planeta. Pokud by náš Měsíc byl masivnější než Země, náš Měsíc by byl klasifikován jako planeta a Země by byla klasifikována jako měsíc. Abychom tedy odpověděli na vaši otázku těsně pod 1,6násobkem hmotnosti Země (za předpokladu hmotnosti spíše než velikosti), která by byla větší než ta, a již by se nepovažovala za Měsíc, byla by to místo toho planeta.

Pokud by planeta gravitačně zachytila ​​měsíc, který již měl významnou rotaci, přílivovým silám by podle podrobných okolností mohlo zpomalení trvat miliony nebo miliardy let. Měsícům na vzdálenějších oběžných drahách by trvalo přílivové uzamčení.

Přílivové brzdění proběhne vždy, přílivové zajištění bude otázkou času. Jak řekla další odpověď, můžete mít měsíc, který není přílivově uzamčen, pokud byl nedávno zajat planetou (tedy pravděpodobně před několika desítkami milionů let). Protože darebácký objekt může pocházet odkudkoli, nedávno zachycené objekty mívají pozoruhodné oběžné dráhy, často velmi excentrické a spíše nakloněné vzhledem k rovině rovníku planety. Časem mají tyto věci tendenci být „normálnější“, zejména přílivové brzdění má tendenci obíhat oběžné dráhy a posouvat je k rovníkové rovině planety.

Jedna věc, kterou musíte vzít v úvahu, je, že přílivové brzdění je způsobeno ztrátou rotační energie, která je nejintenzivnější na začátku procesu. Představte si auto, které se valí z kopce a řidič vždy zabrzdí. V případě vašeho zachyceného měsíce tato energie, která se rozptýlí, když měsíc brzdí, ji pravděpodobně roztaví (jak se předpokládá, že se to stalo Tritonovi poté, co byl zajat Neptunem), nebo alespoň ji přemění na velmi aktivní místo (jako se děje s Io).

Velký, blízký satelit nemusí nutně udělat z vaší planety horší místo pro život, ale určitě bude mít důležité účinky. Přílivy a odlivy budou silnější a vaše planeta bude samozřejmě také trpět přílivovým ohřevem, který se od té doby možná stane geologicky aktivnějším oba těla (planeta a satelit) budou usilovat o to, aby toho druhého dočasně uzavřely.


Jupiterův měsíc Io se zahřívá gravitačním tahem Jupitera, ale když se Io kvůli tomu zahřívá, odkud tato energie pochází? Jak pro tento účel funguje zachování energie, kde se energie „ztrácí“?

TLDR: Energie nakonec pochází z rotace Jupitera.

Io je přílivově uzamčeno, má stejné rychlosti na oběžné dráze a rotaci. Pokud by Io byla na kruhové oběžné dráze, slapové síly na Io by pouze vyústily ve „zmrzlý příliv“ na Io. Nebylo by topení, protože tvar Io by se nemění. Oběžná dráha Io však není úplně kruhová. To znamená, že slapové síly se mění v rozsahu a směru po rozpětí oběžné dráhy. To roztáhne a zmáčkne Io, což má za následek Io zahřívání.

Mezi ostatními Galileovými měsíci, zejména Evropou, a Jupiterem existuje napětí na oběžné dráze Io. Pokud by tyto další měsíce neexistovaly, rozptýlení těchto slapových sil na Io by mělo tendenci obíhat oběžnou dráhu Io. Vnější galilejské měsíce mají tendenci dělat oběžnou dráhu Io eliptičtější. Které vyhraje Jupiterova tendence učinit oběžnou dráhu více kruhovou nebo vnější měsíce, aby oběžná dráha byla více eliptická, závisí na dvou věcech: eliptičnosti oběžné dráhy Io a jak teplém vnitřku Io je.

Míra, do jaké Io reaguje na jovianské slapové síly, závisí na poměru čísla Io $ k_2 $ Love k jeho faktoru kvality přílivu a odlivu $ Q $. Faktor kvality je vysoký, když je Io v pohodě, nízký, když je Io horký. Io ochlazuje, jak se jeho oběžná dráha přibližuje. Vnější měsíce pak mohou tlačit Io na eliptičtější oběžnou dráhu, a tehdy se Io zahřeje. Nyní dominují vlivy Jupitera a Io se pohybuje směrem k více kruhové oběžné dráze. Vytápění a chlazení velkého měsíce trvá nějakou dobu, takže to znamená, že v reakci došlo k časovému zpoždění. Nastaví se pěkná hysterezní smyčka.

Tyto přílivové efekty probíhají oběma směry. Io zvyšuje příliv Jupitera. Jak Jupiter reaguje na tyto slapové síly, závisí na poměru čísla Jupitera $ k_2 $ Love k jeho faktoru kvality přílivu a odlivu $ Q $. Různé odhady faktoru kvality Jupitera $ Q $ byly extrémně vysoké, než lidstvo vyslalo kosmickou loď k Jupiteru. Nyní, když jsme již nějakou dobu přesně viděli galileovské měsíce v akci, se zdá, že Jupiterův $ Q $ je poměrně nízký.

V Jovianském systému dochází k velkému rozptýlení. Energie určitě má kam jít. Pokud jde o to, odkud pochází, je to jednoduché. Akce Io na Jupiteru zpomalují rychlost rotace Jupitera. Toto je konečný zdroj energie pro Galilean systém.

Všimněte si, že Lainey et al. nesouhlasíme s Wuem v hodnotě Jupitera Q, 36 000 (Lainey et al.) až 10 9 (Wu).


Obíhá oběžná dráha měsíce? Proč přílivové topení obíhá oběžné dráhy? - Astronomie

Jemný tisk: Následující komentáře jsou vlastnictvím toho, kdo je zveřejnil. Neneseme za ně žádnou odpovědnost.

Země dvojče? (Skóre: 1)

Dvojče Země by byla planeta stejné velikosti, obíhající kolem hvězdy stejné velikosti a charakteristik stejným způsobem.

Myslím, že máte na mysli „planety, které mohou mít vodu“.

Tření je peklo (skóre: 4, bystrý)

Re: (Skóre: 3)

Re: (Skóre: 1)

Re: (Skóre: 1)

Líbí se mi posílání zpráv z Barmského holení. Tenhle je docela dobrý.

Re: (Skóre: 2)

Měsíce také kolem velkých planet? (Skóre: 1)

A co měsíce kolem velkých planet? Podobné, ne?

Re: (Skóre: 3)

Dobrým příkladem toho bude Io, protože se jedná o geologicky nejaktivnější objekt ve sluneční soustavě. (děkuji wikipedia)

Re: (Skóre: 3)

Jsem ve svých hvězdných životních cyklech trochu zamlžený, ale nebyli by rudí trpaslíci v minulosti většími hvězdami a zbavili atmosféru jakékoli planety dostatečně blízko, aby byli v obyvatelné zóně?

Re: Měsíce také kolem velkých planet? (Skóre: 4, informativní)

Zlatovláska a červení trpaslíci (skóre: 5, vtipné)

Legrační, nepamatuji si toho.

Re: (Skóre: 3)

Ano, byl jsem překvapen, že se to upravilo, byl jsem ohromen, že to někdo upravil Zajímavé.

Samozřejmě to dává smysl, že gravitační síly by ohřívaly obíhající tělesa, máme dokonce spoustu příkladů, že se to děje zde v naší vlastní sluneční soustavě.

Čas na úpravu jiné proměnné z Drakeovy rovnice.

Obviňuji Arnolda J Rimmera (skóre: 3)

Tato smeghead dělá vše kolem Červeného trpaslíka neobyvatelným.

Idioti! (Skóre: 1)

Re: (Skóre: 3)

Nikdy není výslovně uvedeno, že se Zlatovláska nestýkala s trpaslíky.

Hádka by měla snížit oběma směry (skóre: 5, bystrý)

Mohl by mi to někdo vysvětlit?

Re: argument by měl snížit oběma směry (skóre: 4, informativní)

Re: (Skóre: 3)

A co ostatní malé, jasné a husté objekty?

Například bílý trpaslík?

Také slevíte z potenciálu exotického fotosyntetického života kolem hnědých trpaslíků. Například zde na zemi mohou normální zelené fotosyntetické rostliny absorbovat více fotonů červeného frekvenčního světla a kombinovat energii z nich s nějakou chytrou kvantovou mechanikou, aby měly dostatek energie k natlačení vysokoenergetického elektronu do místa chemické vazby.

Nezdá se nepředstavitelné, že by mohly existovat velmi pomalé dýchací organismy, které h

Re: (Skóre: 3)

Například bílý trpaslík?

Bílý trpaslík nevydrží dlouho a je pozůstatkem předchozího červeného obra, který už nějakou dobu důkladně pečuje o vaši planetu. Pokud se podíváte na oblohu a uvidíte jako svého slunce bílého trpaslíka, zkontrolujte puls, protože jste s největší pravděpodobností duch.

Re: (Skóre: 1)

Ve skutečnosti bílý trpaslík vydrží věčně (tj. Podstatně déle než věk vesmíru), ledaže by měla smůlu, že by na něj mohla mít společníková hmota, která by překročila limit Chandrasekhar. Předchozí obří fáze je samozřejmě problematická, ale vytváří pěkné, sterilní systémy pro expanzivní civilizaci - mohlo by to být místo, kde hledat pokročilé ETI?

Re: (Skóre: 2)

. ..ale hnědý trpaslík by ve viditelném spektru neměl žádné (nebo jen málo) emise. Možná by něco kromě pozemského života považovalo za obyvatelné, ale nemyslím si, že bychom tam mohli žít.

Také slevíte z potenciálu exotického fotosyntetického života kolem hnědých trpaslíků.

Zlevňuji pouze možnost, že by taková planeta byla dostatečně pozemská, aby byla obývatelná pro vás a mě, nebo dokonce pro smrky za mým oknem. Rozhodl jsem se omezit svůj komentář, protože tématem shrnutí i článku jsou světy podobné Zemi. Jak jste udělal, můžu si tam představit jakýsi život, prostě nevidím, jak tam náš žije.

Nejsem astrofyzik, ale nebyly by spektrální emise bílého trpaslíka na pozemském životě trochu drsné? Znovu si myslím, že by to b

Re: (Skóre: 2)

Svět by byl „temný“ nebo tmavě vínově červený, pokud jde o „denní světlo“, ale s fotosyntézou produkující kyslík a tektonickým oteplováním by planeta měla „obyvatelnou“ biosféru, všude, kam byste šli, potřebujete baterku .

Jakékoli zvířecí formy by byly buď slepé, nebo by měly velmi velké, ploché oči nebo jen oční skvrny. (Červené světlo je nízkoenergetické a snadno se rozptýlí. IR a nIR jsou absorbovány vodou, takže sklivcové humory v očích těchto hypotetických tvorů by představovaly úkryt pro fotonovou kon

Re: (Skóre: 2)

Re: (Skóre: 2)

Závisí to na frekvenci NIR.

Máte pravdu, že voda absorbuje NIR. Také rychle absorbuje červené světlo, a proto nevidíte červené potápěčské obleky. Předpokládáme, že planeta je zahřívána jak světelnými emisemi z hnědé hvězdy, tak těžkou geologickou aktivitou (gejzíry a co ne) způsobenou gravitačním přetahováním.

Hnědé hvězdy jsou proměnné emitory černého tělesa. Některé vysílají pouze vlnovou délku IR. Některé vyzařují až do viditelného červeného spektra. V tomto případě se díváme na hvězdu, která

Re: (Skóre: 1)

Přílivové efekty klesají s krychlí vzdálenosti, nikoli se čtvercem. Sálavá energie z hvězdy klesá s čtvercem. Vzhledem k tomu, že přílivové efekty odpadávají mnohem rychleji, je vnitřní hranice zóny Zlatovláska posunuta zpět dále, než by byla vnější hrana.

Nadpis je špatný, vypadá na špatných místech (skóre: 3)

V TFA říkají, že lidé, kteří hledají planety Exo, hledají planety s blízkými oběžnými drahami. Nyní věří, že kvůli slapovým silám by tyto planety měly teplejší teploty a nebyli kandidáty na planetu podobnou Zemi.

Hledání planet na blízkou dráhu je skvělý způsob, jak najít exoplanety.

What they should say is that looking for close orbit planets is not a good way to find earthlike planets with liquid water.

Now take in your head the originally believed habitable zone, you are going to have to shorten that on

Re:arguement should cut both ways ( Score: 4, Interesting)

I dont see anything that claims thats not possible, so I dont quite get where you get this from. It would be a strange place indeed, a planet warmed by tidal friction from within would have a very different biology of life. I'd imagine most life would be deep underwater near rifts in the oceans floor, there'd be no point in forming near the surface, depending on what caused the tidal forces.

Would make for an interesting long-term strategy for an advanced race to survive past the life of stars, if you can heat from within via tidal forces around say, a super massive black hole. Just dont be the jerk to mess that one up.

"Sir! We forgot to exchange values between Metric and Imperial, the entire planet is about to get sucked into a black hole!"
"Well. alteast we dont need to worry about budget cuts next year."

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 2)

I was thinking that. Surely for smaller stars, there's still a "Goldilocks zone" where stellar input + tidal heating = just the right amount of heat. It may be considerably narrower than the Sun's, but there are so many more red dwarfs than there are Sun-like stars that I'd expect the numbers to even out. Add in the extremely long lifetimes of smaller stars, and it seems like red dwarfs are still good candidates for extra-Solar-System life.

Re: ( Score: 3)

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 1)

Re: ( Score: 2)

<quote>Remember, our tides come from our satellite (luna), and it doesn't exert enough force on us to mess up the Earth's core (just move our oceans around a bit)</quote>

Actually I believe our moon is highly responsible for earth still having a molten core, and a good strong protective magnetic field with it.

Re: ( Score: 2)

It probably does, but the effect would be minimal since at the outer edge of the Goldilocks zone the gravity gradient is going to be very small.

Re: ( Score: 3)

It does work both ways, where did you get the idea it doesn't? The fact that planets closer to their star may be warmer then expected is more relevant though, since that's where astronomers tend to look for planets.

Re: ( Score: 2)

As tidal forces depend on gravity, they push the inner boundary of the zone much further away than they push the outer one, thus the zone itself shrinks.

Re: ( Score: 2)

If your planet is too cold, it is because it is too far from the star. If it is too far from the star, it isn't getting tidal heating either. This legitimately puts a cap only on one end of the range.

There are such places. ( Score: 2)

Re: ( Score: 3)

This makes me think that most of these planets are tidally locked to their parent star. They are very hot on the side facing the star and cold on the other side.

If you put tidal heating on the formula, maybe those freezing dark sides are not so freezing after all.

Re: ( Score: 2)

If they are tidally locked, there won't be any tidal heating.

Life like we need a planet at the habitable zone, with tick athmosphere (to hold water), and not tidally locked into its star.

Re: ( Score: 2)

But what about tidal locking? ( Score: 2)

Re: ( Score: 2)

Yes, but depending on atmosphere a tidally locked object will have 2 habitable zones, well I guess really one ring-like habitable zone.

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 2)

--The question is whether any higher life forms could adapt to such a change--

That is THE big question and you sure know how to ask it.

Does it matter? ( Score: 2)

Even if the environmental changes from tidal locking wiped out most advanced lifeforms plenty of microbes and extremophiles would almost certainly survive. Since dwarf stars have a MUCH longer lifespan than larger stars there would be likely be plenty of time for more advanced life to evolve multiple times over.

As for winds and weather, I imagine they would actually be (relatively) mild near the day/night poles, but strong and steady near the twilight ring, with cold,dry air flowing dayward at the surface

Re: ( Score: 2)

"Looking in the wrong place" ( Score: 2)

"But now it seems we may have been looking in the wrong place for Earth's twin."

Why do people feel compelled to say things like this? There are multiple reasons why we will continue to be motivated to identify planets orbiting M-class stars. The most compelling is perhaps that we simply don't yet know the full range of potential planetary scenarios, both the types of orbits they might adopt and the material nature of the planets themselves. We can't yet even anticipate the full range of unique conditions that might make a planet habitable (for humans much less otherwise). The more

Researcher reads Niven's Neutron Star, 'Oh Crap' ( Score: 1)

Researcher was probably reading Neutron Star and went 'Oh, Crap!'

Smaller on one side, larger on the other ( Score: 1)

The article fails to mention that although the habitable zone would shrink closer to the sun, it would expand further from the sun. Tidal forces obey a power law, so this expansion on the far side would not be as great as the area lost on the near side, but it does open up some interesting possibilities, such as having a dark, warm planet.

Re: ( Score: 2)

Mashup ( Score: 2)

Tidal heating is self-eliminating ( Score: 5, Interesting)

They compare to Jupiter's moon Io in the article, whose proximity causes tidal heating and makes it the most geologically active body in the solar system. However, all the energy that goes in to tidal heating is drawn from its orbital energy and would normally cause the orbit to circularize (tidal dissipation), thus eliminating the heating - the only reason that doesn't happen with Io is because it's locked in a 1:2:4 orbital resonance with Europa and Ganymede, both of which have much greater orbital energies.

Now I imagine this would take longer with a planetary-sized orbit than with a moon-sized orbit, but unless the planet migrated inwards considerably I would expect that it would have largely occurred while the proto-planetary cloud was still coalescing. It might contribute to a longer cooling period, but I don't see how that's really a problem, it's not like a lot of these dwarf stars aren't considerably older than Sol, even a few billion extra years years of cooling would still give life there a head start on us. In fact, considering that Earths volcanic phase is when life here got it's start, a mechanism that might have extended that period seems like it could make life even more likely.


Odpovědi a odpovědi

Three of Jupiter's moons have orbital periods with simple ratios. The other sixty do not. So not quite an apt example.

Regarding our solar system: That there není a planet between Mars and Jupiter somewhat belies the Titus-Bode law. Saying that Pluto rather than Neptune fits the ninth slot (counting Ceres as the fifth) is a real stretch. The "law" is at most suggestive rather than a true law.

Three of Jupiter's moons have orbital periods with simple ratios. The other sixty do not. So not quite an apt example.

Regarding our solar system: That there není a planet between Mars and Jupiter somewhat belies the Titus-Bode law. Saying that Pluto rather than Neptune fits the ninth slot (counting Ceres as the fifth) is a real stretch. The "law" is at most suggestive rather than a true law.

Calling things laws is an historical artifact of over confidence physicist has sometime post-Newton. Which is why it's better to call it a suggestive rule. We don't have to be for or agin'it, but see how this plays-out as the periods of more planetary systems are measured.

Personally, I suspect it will be found that it is statistically unlikely that planetary systems not follow this rule, although the linear fit is not exact for any system so far discovered, so there will be some method to determine what is statistically unlikely.


Mercury’s Atmosphere

The planet Mercury has a very tenuous atmosphere. According to Pollack (1981), surface pressure on Mercury is approximately 10 -15 bar, and the atmosphere is 98% helium and 2% hydrogen. Rybka (1993, 62–64) argued that, based upon the relatively weak surface gravity and high temperature due to its proximity to the sun, any atmosphere that Mercury had must rapidly dissipate. Therefore, he concluded, even the very thin atmosphere that Mercury possesses must mean that Mercury is young. Rybka offered no quantitative assessment. He also cautioned that we need await further data, but opined that in the interim, this is a good argument for recent origin.

Rybka’s argument was based upon data from the Mariner 10 flybys of Mercury in 1974–1975. Later data eventually arrived with the much more robust Mercury Messenger mission that orbited the planet between 2011 and 2015. According to Williams (2018) the Mercury’s surface atmospheric pressure is approximately 5×10 -15 bar, a result consistent with, but an improvement upon, the Mariner data. However, the earlier composition estimate was completely wrong. Table 1 gives the number density per 10 6 particles per cm 2 for Mercury’s atmosphere.


Podívejte se na video: STŘÍDÁNÍ ROČNÍCH OBDOBÍ (Listopad 2022).