Sao Mộc có giúp bảo vệ Trái đất trước các tác động của sao chổi / tiểu hành tinh không?


8

Sao Mộc có giúp bảo vệ Trái đất trước các tác động của sao chổi hay tiểu hành tinh không?

Một số nhà thiên văn học tin rằng một lý do Trái đất có thể ở được là lực hấp dẫn của Sao Mộc giúp bảo vệ chúng ta khỏi một số sao chổi. Sao chổi thời gian dài, đặc biệt, đi vào hệ mặt trời từ bên ngoài của nó. Lực hấp dẫn của sao Mộc được cho là đã ném hầu hết những quả bóng băng chuyển động nhanh này ra khỏi hệ mặt trời trước khi chúng có thể đến gần Trái đất. Vì vậy, sao chổi trong thời gian dài được cho là chỉ tấn công Trái đất trong khoảng thời gian rất dài hàng triệu hoặc hàng chục triệu năm. Không có Sao Mộc ở gần, các sao chổi trong thời gian dài sẽ va chạm với hành tinh của chúng ta thường xuyên hơn nhiều.

Từ: http://earthsky.org/space/is-it-true-that-jupiter-protects-earth

Nói một cách trực giác, dường như với tôi rằng trong khi bất kỳ vật thể to lớn nào trong Hệ Mặt trời sẽ làm chệch hướng quỹ đạo của một số sao chổi / tiểu hành tinh có thể gây ra mối đe dọa cho Trái đất, thì cũng phải nói rằng một số ít không bị va chạm Tất nhiên sau đó sẽ được chuyển đến chúng tôi sau khi quỹ đạo của chúng bị lệch. Tại sao không phải như vậy?


3
Tôi đoán rằng vì nhiều sao chổi tấn công Sao Mộc nhiều hơn Trái đất. Ít nhất hai tác động của sao chổi đối với Sao Mộc đã được quan sát trong vòng 15 năm. Trải qua hàng triệu năm, một số phần của những sao chổi đó có thể đã tấn công Trái đất. Và vì Sao Mộc nằm ở phía xa của Vành đai Tiểu hành tinh Chính, tôi cho rằng lực hấp dẫn của nó sẽ loại bỏ chúng ra bên ngoài thường xuyên hơn so với bên trong. Trong khoảng thời gian từ 1840 đến 1959, Sao Mộc hạ thấp sự tấn công của sao chổi 67P của Rosetta từ 4 xuống còn 1,3 AU, do đó, nó là một con đường hai chiều ở một mức độ nào đó.
LocalFluff

Tại sao bạn không hỏi về mặt trời? Nó có phần lớn hơn trái đất.
ott--

Đơn giản vì tôi chưa bao giờ nghe cuộc tranh luận như vậy được đưa ra về Mặt trời.
gilbertohasnofb

1
Chúng ta có thể loại bỏ Mặt trăng khỏi câu hỏi hay không?
J. Chomel

Bản phác thảo ý tưởng đối với tôi luôn là: những con đường quỹ đạo có thể dẫn đến va chạm với Trái đất đặc biệt hơn nhiều so với những con đường quỹ đạo không có. Vì vậy, xác suất thấp hơn đáng kể so với xác suất . Có nghĩa là các độ lệch ngăn chặn (tỷ lệ) nhiều va chạm hơn so với chúng gây ra hoặc bảo tồn. Với các vấn đề chính thức của việc xác định các biện pháp xác suất ở đây bị quét dưới thảm. P ( làm chệch hướng không va chạm  |  đã va chạm trước đó )P(deflects into collision)P(deflects to non-collision | was on collision before)
zibadawa timmy

Câu trả lời:


10

Câu trả lời dài dòng, chủ yếu là nhẹ về môn Toán:

Từ khóa ở đây (và bài viết sử dụng từ này) là "sao chổi thời gian dài".

Đầu tiên có các tác động của Sao Mộc, nhưng đó là một tỷ lệ tương đối thấp, vì sao Mộc lớn cũng khá nhỏ so với quỹ đạo của nó. Ngay cả khi bạn mở rộng nó đến giới hạn Roche, nơi sao chổi có thể vỡ ra, nó vẫn là một mục tiêu rất nhỏ trong sơ đồ lớn của mọi thứ.

Nhưng bất kỳ sao chổi nào đi qua Sao Mộc (nhưng không va vào nó, bị bắt bởi nó hoặc bị phá vỡ trong giới hạn Roche) sẽ khiến quỹ đạo của nó thay đổi phần nào nhờ hỗ trợ trọng lực. Khối lượng lớn và vận tốc quỹ đạo tương đối cao của sao Mộc khiến nó trở thành vua hỗ trợ trọng lực của hệ mặt trời.

Đường chuyền đến sao Mộc càng gần, sự thay đổi càng lớn. Trọng lực hỗ trợ, thay đổi cả hướng và vận tốc. Họ không thể thay đổi chỉ một. Thật an toàn khi giả định rằng một nửa số trọng lực đó hỗ trợ thêm vận tốc cho sao chổi và một nửa giảm vận tốc. Nói một cách rất lỏng lẻo, hướng của sao chổi ảnh hưởng đến Perihelion và đó là vận tốc và mọi thay đổi trong vận tốc của nó đều ảnh hưởng đến trục bán chính của nó (giải thích một chút bên dưới).

Vận tốc quỹ đạo của sao chổi rõ ràng phụ thuộc vào mức độ gần của sao chổi với mặt trời. (Định luật của Kepler về các diện tích bằng nhau trong khoảng thời gian bằng nhau), nhưng bất kỳ vật thể nào trên quỹ đạo cũng có vận tốc trung bình, được liên kết chặt chẽ với trục bán chính và chu kỳ quỹ đạo, và đó là vận tốc trung bình và vận tốc tại Aphelion (tốc độ chậm nhất) đó là vấn đề cho cuộc thảo luận này.

Các chu kỳ quỹ đạo của bất kỳ đối tượng quay quanh mặt trời là tỷ lệ thuận với 3/2 sức mạnh của bán trục lớn. Vận tốc trung bình có mối tương quan rất chặt chẽ với căn bậc hai của khoảng cách giữa trục bán chính và Mặt trời.

Khi bạn nhận được sao chổi với chu kỳ quỹ đạo hàng trăm hoặc hàng ngàn năm, vận tốc quỹ đạo trung bình của chúng, tương đối chậm đối với một thiên thể. Vận tốc quỹ đạo trung bình của Sao Diêm Vương là khoảng 4,67 km / s và vận tốc tối thiểu tại Aphelion là 3,71 km / s. Nguồn .

Đối với thời gian quỹ đạo dài hơn, vận tốc quỹ đạo giảm xuống, gần bằng căn bậc hai của khoảng cách tương đối, do đó, một sao chổi có chu kỳ quỹ đạo là 1.000 năm (gấp 4 lần Sao Diêm Vương), sẽ có vận tốc quỹ đạo khoảng 1/2 và vận tốc ở Aphelion có thể là 1,8 km / s hoặc ít hơn một chút.

Vận tốc thoát cho sao chổi chỉ cần tăng 41,4% tốc độ quỹ đạo của Aphelion, do đó, với vận tốc quỹ đạo dài 1,8 km / giây của chúng ta tại sao chổi Aphelion, nếu sao Mộc cho phép sao chổi đó đẩy chỉ khoảng 0,75 km / giây đủ để đẩy sao chổi đó ra khỏi quỹ đạo, nơi nó thoát khỏi hệ mặt trời.

Vì vậy, mặc dù có vẻ hợp lý khi sao Mộc có thể gửi một sao chổi bằng nhau về phía trái đất khi rời khỏi Trái đất, nhưng cú đẩy tương đối nhỏ mà một sao chổi trong thời gian dài cần phải thoát khỏi hệ mặt trời, khiến cho một kịch bản có khả năng cao hơn nhiều so với 100 feet đưa vào quỹ đạo trái đất. Tỷ lệ sao chổi trong một thời gian dài bị sao Mộc ném ra khỏi hệ mặt trời là tương đối cao, đặc biệt là có nhiều đường chuyền, trong đó, đánh vào Trái đất giống như bị bịt mắt 100 feet. Trái đất là một mục tiêu nhỏ. Ra khỏi hệ mặt trời là một mục tiêu lớn.

Đối với các sao chổi thời gian ngắn mà vận tốc tăng thêm cần thiết để thoát khỏi hệ mặt trời lớn hơn, điều này phát triển tương đối ít đúng, nhưng đối với các sao chổi trong thời gian dài chỉ cần một cú đẩy nhỏ để thoát khỏi hệ mặt trời, theo thống kê, Sao Mộc ném rất nhiều nhiều hơn những gì ra ngoài nó gửi về trái đất.

Bí quyết là phải rất cụ thể về những gì chúng ta đang nói. Ví dụ, nếu sao Mộc di chuyển qua vành đai tiểu hành tinh hoặc di chuyển ra ngoài qua vành đai Kuiper, thì kích thước của nó sẽ gửi rất nhiều thứ vào hệ mặt trời bên trong. Bản thân nó không phải là luôn luôn bảo vệ Trái đất và giảm tác động của Trái đất. Nó phụ thuộc vào vị trí của nó và quỹ đạo của sao chổi là gì, nhưng cụ thể là đối với các sao chổi trong thời gian dài, sao Mộc có nhiều khả năng đưa chúng ra khỏi hệ mặt trời hơn là hướng về Trái đất. Không phải tất cả, chỉ có khả năng thống kê nhiều hơn.

Điều đáng chú ý là có rất nhiều thứ chúng ta không biết về đám mây oort và có bao nhiêu sao chổi / vật thể băng giá trong đó. Chúng ta không biết bao nhiêu phần trăm sao chổi trong thời gian dài là sao Mộc so với các vật thể có sự tấn công xa hơn. Khi một ngôi sao hoặc hành tinh lừa đảo lớn đi qua đám mây Oort của Trái đất, nó có thể gửi một số vật thể băng giá ra ngoài đó để hướng về Trái đất. (Hành tinh 9 - nếu nó tồn tại, có lẽ không nhiều, vì hành tinh lý thuyết đó có lẽ đã hoàn toàn xóa sạch quỹ đạo của nó), vì vậy nó không phải là nhân tố chính trong việc gửi đồ vào các hệ mặt trời bên trong, mà là một vật thể khổng lồ vượt qua thông qua đám mây oort có thể làm điều đó, ít nhất, đó là lý thuyết, mặc dù những sự kiện như vậy khá hiếm vì không gian trống rỗng. Khi những sự kiện hiếm hoi đó xảy ra, thì đó '

Ngôi sao của Scholz được cho là đã vượt qua trong vòng 0,8 năm ánh sáng mặt trời của chúng ta khoảng 70.000 năm trước và một đường chuyền như vậy có thể đủ gần để gửi rất nhiều vật thể đám mây Oort vào hệ mặt trời bên trong (mặc dù 0,8 năm ánh sáng vẫn còn hơi xa , vì đám mây oort có lẽ khá trống trải ở xa. Đối với một số lượng rất lớn các sao chổi hệ mặt trời bên trong thời gian dài mới, bạn có thể muốn vượt qua 0,1 ánh sáng, hoặc gần hơn ... nhưng các vật thể lớn đi qua rất gần là cực kỳ hiếm, và. Tôi lạc đề).

Nhưng ngôi sao của Scholz có thể đã biến một số vật thể đám mây Oort thành sao chổi thời gian dài đi qua hệ mặt trời bên trong. (Chúng ta sẽ không biết từ lâu, vì có lẽ sẽ là một triệu năm để những sao chổi mới đó đến được với chúng ta), nhưng giả sử Scholz đã làm điều đó, bất kỳ vật thể đám mây nào đi vào hệ mặt trời bên trong từ sự kiện đó sẽ là Các vật thể trong thời gian rất dài và Sao Mộc sẽ khá tốt (theo thời gian, nó sẽ không xảy ra nhanh chóng), nhưng qua nhiều quỹ đạo trong thời gian dài có thể mất hàng triệu năm, Sao Mộc sẽ khá tốt trong việc loại bỏ hầu hết những vật thể đó khỏi mặt trời bên trong -Hệ thống, nhưng chỉ là tình cờ, nó có thể cũng sẽ gửi một số ít theo hướng Trái đất. Nếu không có Sao Mộc, sẽ mất nhiều thời gian hơn để những sao chổi thời gian dài đó bị xóa sổ, vì vậy theo nghĩa đó, nó thực sự bảo vệ Trái đất khỏi các sao chổi thời gian dài. Sẽ có rất nhiều trong số chúng nếu không có Sao Mộc (và ở mức độ thấp hơn, Sao Thổ) và nhiều sao chổi hơn có nghĩa là nhiều tác động Trái đất hơn.


2
Câu trả lời tuyệt vời, cảm ơn vì đã dành thời gian để viết nó, tôi nghĩ bạn đã đưa ra một quan điểm rất tốt! Nhưng những gì về ý tưởng Mặt trăng bảo vệ chúng ta khỏi các tiểu hành tinh (cũng là một phần của câu hỏi ban đầu), bạn có biết gì về điều đó không?
gilbertohasnofb

1
Câu trả lời tốt. Hai ý kiến: (1) Sao chổi dài hạn không tập trung nhiều vào nhật thực, do đó, Sao Mộc thậm chí không bao giờ có cơ hội ảnh hưởng đến nhiều người trong số họ. (2) Dữ liệu chuyển động phù hợp mới nhất của Gaia cho thấy rằng đám mây Oort gặp các ngôi sao phổ biến hơn chúng ta nghĩ. Nếu điều này giữ vững, điều này cho thấy rằng các vụ bắn phá hậu quả là ít có ý nghĩa hơn chúng ta nghĩ.
Mark Olson

@MarkOlson điểm hay. Tôi đoán kênh khoa học "Sao Mộc đã dọn sạch các tiểu hành tinh" có thể cần một số cập nhật. Điều đó nói rằng, bất kỳ sao chổi nào đến trong vòng 1 AU và di chuyển đến gần quỹ đạo tự động đi qua quỹ đạo Trái đất. Những người có độ nghiêng cao thường không. Sao Mộc có thể đã dọn sạch nhiều sao chổi gần thời gian hoàng đạo, là những sao có nhiều khả năng va chạm với Trái đất.
dùngLTK

@ PM2Ring Bắt tốt. Sai lầm của người mới. Cảm ơn đã chỉ ra điều đó.
dùngLTK
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.