时间,空间和其他事情Page 8/18

几乎每本关于天文学的书,无论大小,都包含一张太阳系的小桌子。对于每个行星,都有它的直径,它与太阳的距离,它的旋转时间,它的反照率,它的密度,它的卫星数等等。

由于我对数字感到非常着迷,我跳了起来这些表格长期以来一直希望找到新的信息。偶尔,我会得到诸如表面温度或轨道速度之类的东西,但我从来没有真正得到足够的东西。

所以每隔一段时间,当我的大脑中的聪明才智电路正在以合理的平滑性发出咕噜声时,我推断出新的我自己从带内材料中获取的数据类型,同时远离一些闲置时间。 (至少我在漫长的日子里做到了这一点当我有空闲时间。)

但是,如果我把结果写成正式的论文形式,我仍然可以这样做。所以加入我吧,我们将以这种方式聚集在一起,看看会发生什么。

让我们以这种方式开始,例如......

根据牛顿的说法,每个物体都在宇宙用力(i)吸引宇宙中的每一个物体,力(i)与两个物体的质量(ml和M2)的乘积除以它们之间的距离(d)的平方,中心到中心。我们乘以引力常数(g)将比例转换为平等,我们有 - 。 f = 9MIM2(等式1)d2

这意味着,例如,地球和太阳之间以及地球和月球之间存在吸引力,在地球和各种行星之间,就此而言,地球与天空中的任何陨石或宇宙尘埃之间。

幸运的是,太阳是如此巨大的玉米“与太阳能中的其他一切相比在计算地球轨道或任何其他行星的系统中,如果只考虑行星和太阳,就可以获得极好的第一近似值,就好像它们在宇宙中是独一无二的一样。其他物体的影响可以在以后计算,以进行相对较小的改进。

同样地,卫星的轨道可以首先通过假设它在宇宙中是唯一的主要原因来计算出来。

]

正是在这一点上我感兴趣的东西。如果太阳比任何行星都大得多,那么它应该对卫星施加相当大的吸引力,即使它距离卫星的距离远远大于主要卫星?如果是这样,那么“相当大”的程度有多大?

换句话说,假设我们想象每个卫星正在进行一场拉锯战,其行星位于引力绳的一侧而太阳位于另一侧。 。在这场拉锯战中,太阳的表现如何?

我想天文学家已经计算过这样的事情了,但我从来没有看到任何天文学文本中报道的结果,或者甚至讨论过的主题,所以我会为我自己。

这就是我们如何去做。让我们称一个卫星m的质量,它的主要质量(顺便说一下,我的意思是它所环绕的行星)m,以及太阳的质量。从卫星到它的初级的e将是d,卫星到太阳的距离将为d ..卫星与其主要部分之间的引力将为J,而卫星与太阳之间的引力将为fg-这就是整个业务。我保证在本章中不使用其他符号。

从等式1中,我们可以说卫星与其主要部分之间的吸引力将是:

fp = gmmp(等式2),而在同一部分之间卫星和太阳将是:gmm f ,, = ds2(等式3)

我们感兴趣的是卫星和初级之间的引力如何与卫星和太阳之间的引力相比较。换句话说,我们想要一个我们可以称之为“拔河价值”的比率。要做到这一点,我们必须divi通过等式3得到方程式2.这种除法的结果将是:f1,f。 =(M,/ M。)(d。/ d,)2(等式4)

在进行除法时,发生了许多简化。一方面,引力常数已经下降,这意味着我们不必为一个不方便的小数字和一些不方便的单位而烦恼。另一方面,卫星的质量已经下降。 (换句话说,在获得拔河价值时,特定卫星的大小都无关紧要。

无论如何,结果都是一样的。)

我们需要什么拔河的价值是行星质量与太阳质量的比值(mlm ,,)与卫星与太阳的距离与从卫星到初级的距离(dld)之比的平方2.

只有六颗拥有卫星的行星,这些卫星与太阳的距离越来越小,-are:Nep调,天王星,土星,木星,火星和地球。 (由于我自己的原因,我把地球放在最后,而不是在开始时,因为自然的沙文主义会指示。你会发现。)

对于这些,我们将首先计算质量比,结果结果为如下:

海王星0.000052

天王星0.000044

土星0.00028

木星0.00095

火星0.00000033

地球0.0000030

如你所见,质量比确实如此大力支持太阳。即使是迄今为止最大质量行星的木星也不是太阳的千分之一。

事实上,所有的行星(加上卫星,小行星,彗星和大气物质)组合在一起,没有铁道部超过太阳质量的1/750。

到目前为止,拉锯战一直在太阳的一侧。

然而,我们必须接下来得到距离比,这有利于当然,对于每颗卫星而言,它的主要距离太阳更近。更重要的是,这个有利的(对于地球)比率必须是平方的,使其更加有利,因此最终我们可以合理地确定太阳将在拉锯战中输掉。但无论如何我们会检查。

我们先把海王星拿走。它有两颗卫星,Triton和Nereid。这些与太阳的平均距离必然与海王星与太阳的平均距离相同,即2,797,000,000英里。然而,Triton与海王星的平均距离是只有220,000英里,而[电子邮件受保护]与海王星的平均距离为3,460,000英里。

如果我们将距离太阳的距离除以海王星对每颗卫星的距离和平方,我们得到的结果是Triton的162,000,000和655,000的沙蚕。我们将每个数字乘以海王星与太阳的质量比,这给我们提供了一个拔河价值,即:

Triton 8400

Nereid 34

条件明显不同这两颗卫星。

海王星对其较近的卫星特里顿的引力影响远远超过太阳对同一颗卫星的影响。 Triton在Nep tune的控制下是@y。然而,外部卫星Nereid受到海王星的严重影响,但并不是绝大多数,而不是在太阳下。此外,Nereid有一个高度偏心的轨道,是系统中任何卫星中最偏心的轨道。它接近海王星在其轨道一端的800,000英里范围内,并在另一端消退至600万英里。当距离海王星最远的地方时,Nereid经历了一个低的战争价值。由于各种原因(Nereid的轨道偏心,一方面)天文学家普遍认为Nereid不是真正的海王星卫星,而是一个小行星Neptm在过于接近的时候捕获了这个问题。

Neptune对Nereid的弱势看法当然似乎支持了这一点。事实上,从长期的天文观来看,海王星与奈雷德之间的关系可能是暂时的。也许太阳能拉动的令人不安的影响将是前夕从海王星的抓地力中抓住它。另一方面,Triton永远不会让Neptune的公司在整个系统范围内没有发生一些灾难。

所有卫星计算的所有细节都没有意义。我将自己完成工作,并为您提供结果。例如,天王星有五颗已知的卫星,都在天王星的赤道平面上旋转,天文学家都认为它们都是真正的卫星。

从地球上向外读,它们是:米兰达,阿里尔,翁贝里泰坦尼亚和奥伯伦。

]这些卫星的拔河价值是:

米兰达24,600

阿里尔9850

翁布里尔4750

泰坦尼亚1750

奥伯伦1050

所有人都在天王星的控制下安然无恙,而战争的高价值适合于Vith它们作为真正的卫星的地位。

然后,我们传递给拥有9颗卫星的土星:

Mimas,Enceladus,Tethys,Dione,Rhea,Titan,Hyperion,Iapetus和Phoebe。其中,最里面的八个在Satum赤道平面内旋转,被认为是真正的卫星。 Phoebe,第九,有一个高度倾斜的轨道,被认为是一个被捕获的小行星。

这些卫星的拔河价值是:

Mimas 1 15,500

Enceladus 9800

Tethys 6400

] Dione 4150

Rhea 2000

Titan 380

Hyperion 260

Iapetus 45

Phoebe 31/2

注意Phoebe的低值。

木星有12颗卫星而我'我将分两期分。前五个:Amaltheia,lo,Europa,Gany mede和Callisto都在木星的赤道平面上旋转d都被认为是真正的卫星。 tug-o amp;这些的战争价值是:

Amaltheia 18,200 lo 3260

Europa 1260

Ganymede 490

Callisto 160和所有人都明显处于木星的控制之下。

然而,木星还有七颗没有卫星的卫星官方名称(见第5章),并且按照发现顺序给出了罗马数字(从VI到XII)。按照与木星的距离,它们是VI'X,VII,XII,XI,VIII和IX。它们都很小,轨道偏心,高度倾向于Jupitet赤道的平面。天文学家认为它们是被捕获的小行星。 (木星远比其他行星大得多,并且更靠近小行星带,所以它捕获七个小行星并不奇怪。)

这七个的战争结果肯定证实了捕获的小行星概念,因为值是:

VI 4.4 x 4.3 vii 4.2 xii 1.3 xi 1.2

Vill 1.03 ix 1.03

木星抓住这些外部卫星确实是微弱的。

火星有两颗卫星,火卫一和地震,每颗都很小,非常靠近火星。它们在火星赤道平面内旋转,被认为是真正的卫星。拔河的价值观是:

Phobos 195

Deimos 32

到目前为止,我已经有30颗卫星被击败,其中21颗被认为是真正的卫星,9颗通常被标记为(概率上)被捕获的小行星。我想暂时不考虑第31颗卫星,它是我们自己的月球(我会回到它,我保证)并总结如下:

Satel数量行星真实捕获

海王星II

天王星5 0

土星8 1

木星5 7

火星2 0

不太可能发现任何其他真正的卫星(但是,可以肯定的是,米兰达最近于1948年被发现。然而,在被捕获的小行星分类下的任何数量的微小物体可能还会上升,特别是一旦我们出去并实际看。

但现在让我们用拔河价值来分析这个列表。在真正的卫星中,最低的拔河比值是Deimos,32。另一方面,在被列为捕获的9颗卫星中,最高的拔河价值是Nereid的平均值为34。

让我们接受这种状况并假设拔河比赛30是一个真实的合理的mibimum卫星和任何具有较低数字的卫星,很可能是一个被捕获的,可能是地球家族的临时成员。

我们知道行星的质量及其与

太阳的距离,我们可以计算距离从行星中心发现这种拔河价值。我们可以使用

方程式4来设置flf,等于30,将m,m和m的已知值放入,然后求解d,。这将是我们期望找到真正卫星的最大距离。唯一不能以这种方式处理的行星是冥王星,其中m的值非常不确定,但我完全省略冥王星的欢呼。

我们也可以设定一个我们可以期待真实的最小距离卫星;或者,至少是真正的卫星通常的形式。据计算,如果一颗真正的卫星距离它的初级距离比一定距离更近,潮汐力会将其分解成碎片。相反,如果片段已经存在于这样的距离,它们将不会合并为单个体。该距离限制称为“罗氏限制”。并且以1849年制定的天文学家E.罗氏命名。罗氏极限距离行星中心的距离等于行星半径的2.44倍。

因此,实际的计算结果不计算在内,这里是结果对于四个外行星:

真卫星的距离

(距离初级中心的距离)

行星最大最小值

(拔河= 30)(罗氏极限)

海王星3,700,000 38,000

天王星2,200,000 39,000

土星2,700,000 87,000

木星2,700,000 106,000

如你所见,这些具有巨大质量并且远离竞争太阳的外行星,在这些慷慨的范围内有足够的空间容纳大而复杂的卫星系统,并且真实卫星都属于它们。

土星确实拥有罗氏极限内的东西 - 它的环形系统。环系统的最外边缘延伸到距离行星中心85,000英里的距离。显然,如果土星附近没有那么近,那么环中的材料就可以被收集到真正的卫星中。

就可见的行星而言,环系统是独一无二的,但当然我们能看到的唯一的行星就是那些我们自己的太阳系。即便如此,我们也可以合理地考虑这些与卫星的联系(我将在一瞬间解释为什么)是四个大的。

其中,土星有一个环系统,而木星几乎没有错过一个。它最里面的卫星Amaltheia距离行星中心约110,000英里,罗氏

限制在106,000英里。在病房和木星的几千英里会有戒指。因此,我想提出这样的建议:一旦我们向外探索其他恒星系统,我们将发现(可能是我们最初的惊奇)我们发现大约一半的大行星将在土星风格之后配备环。

接下来我们可以尝试为内行星做同样的事情。由于内行星是一个,所有的,比外部的行星质量小得多,而且更接近太阳,我们可能会猜测真正的卫星形成的距离范围将更加有限,我们是对的。以下是我计算出来的实际数字。

真卫星行星距离最大最小值

(距离中心(拔河= 30)

的初级)(罗氏极限)[ 123]火星   15000   5150

地球   29000   9600

金星   19000   9200

汞   1300   3800

因此,你可以看到,每个外行星都有200万英里或更远的范围,在这里可以形成真正的卫星,这种情况对于内行星的限制要大得多。火星和金星的允许射程为10,000英里。地球确实好一点,有20,000英里。

水星是他最有趣的案例。它可以预期形成一个天然卫星对抗附近太阳的压倒性竞争的最大距离完全在罗氏极限范围内。由此可见,如果我的理由是正确的,那么水星就不可能拥有真正的卫星,并且除了可能的砾石之外,还有其他任何东西都是不可预期的。

事实上,没有为水星定位卫星。但是,据我所知,没有人愿意提出一个理由,或将其视为经验事实以外的任何事物。如果任何一位比我自己有更多天文学知识的温柔读者会写信告诉我,我已经预料到了这一点,并且由谁,我将尝试在哲学上接受新闻。至少,我会限制我踢并且对我的研究隐私感到尖叫。

金星,地球,和火星比水星更好,并且确实有一点空间可以让真正的卫星超出罗氏极限。然而,它并没有多大的空间,并且在如此小的空间内收集足够的材料以制造除了非常小的卫星之外的任何东西的机会很小。

而且,正如它发生的那样,金星和地球都没有任何卫星在所有(除了可能的一小块砾石)在指定的范围内,火星有两个小的卫星,一个可能在12英里对面,另外6个,几乎不值得这个名字。

这是惊人的,非常令人满意的我要注意这一切是如何产生这种令人愉快的感觉的,以及我如何能够推断出各种行星卫星系统的细节。真是太遗憾了在一件小事仍然下落不明;到目前为止,我忽略了一件小事,但是我们自己在那里做什么呢?

如果我们依靠我美丽的推理链 - 这是一个真正的地球卫星太远了 - 这是对我来说太遗憾了。它太大了,不能被地球所吸引。这种捕获的可能性已经实现,而月亮随后占据了关于地球近乎圆形的轨道,这种可能性太小,无法使这种可能性变得可信。

当然,有一些理论认为

月亮曾经更接近地球(在我对真正卫星的限制范围内),然后由于潮汐作用逐渐移开。好吧,我对此有异议。如果月亮是真正的卫星最初在距离地球200公里的地方绕地球飞行的地方,它几乎肯定会在地球赤道的平面上轨道飞行而不是。

但是,如果月球不是真正的卫星

地球也不是被捕获的,它是什么?这可能会让你感到惊讶,但我有一个答案;并且为了解释一个swer是什么,让我们回到我的拔河决定。

毕竟,有一颗卫星,我没有把它诅咒过,那就是我们的月球。我们现在就这样做。

月球与地球的平均距离为237,000英里,月球与太阳的平均距离为93,000,000英里。月亮 - 太阳距离与月球 - 地球距离的比率为392.平方为我们提供154,000。质量的比例e章节前面给出了太阳的地球,并且是0.0000030。将这个数字乘以154,000给了我们一个拔河的价值,它出现在:月球0.46

月球,换句话说,在太阳系的卫星中是独一无二的,因为它的主要(我们)输了与太阳的拉锯战。太阳吸引月亮的次数是地球的两倍。

我们可能会看到月球,因为它既不是地球的真正卫星也不是被捕获的卫星,而是作为一个独立的行星,在太阳与地球一起小心翼翼。可以肯定的是,从地球 - 月球系统中,描绘情况的最简单方法是让月球围绕地球旋转;但是如果你要画一幅关于太阳的地球和月球轨道的图片你会发现月球的轨道到处朝向太阳凹陷。它总是

“下降”。朝着太阳所有其他卫星毫无例外地“跌落”。通过他们的部分轨道远离太阳,被他们的pri.rnary - 而不是月亮的高级puR捕获。

并考虑到这一点 - 月球不会围绕地球赤道平面旋转,就像一颗真正的卫星一样。相反,它在一个非常接近黄道的平面上围绕地球旋转;也就是说,行星通常围绕太阳旋转的平面。这就是对一颗行星的预期!

那么,是否有可能在远离大气层的大行星的情况之间存在中间点太阳是在一个核心上形成的,其中有一些数量的卫星形成,而太阳附近的一颗小行星是在没有卫星的情况下形成的一个核心?

可以说,边界条件可以说是哪个有两个主要核心的凝结,以便形成一个双行星?

也许地球刚刚到达允许的质量和距离的边缘;有点太小,有点太近了。也许如果它位于更好的位置,双层建筑的两半可能会更大。也许两者都可能有恶劣的气氛和海洋和生命。也许在其他具有双行星的恒星系统中,更大的平等更常见。

如果我们错过了

或者,也许(谁知道),运气真是太可惜了!

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