Các nhà thiên văn học có một cách thiết lập, có hệ thống để nói những gì không hoặc không quay quanh những gì? (vd: Mars Mars quay quanh Trái đất)

Một bình luận gần đây

Một vật thể đủ xa có thể quay quanh Mặt trăng và Trái đất (và Mặt trời) - Sao Hỏa, chẳng hạn, thực hiện điều này. Một vật thể trong Trái đất-Mặt trăng L2 cũng quay quanh cả Trái đất và Mặt trăng.

Một nhận xét gần đây về nhận xét đó:

theo cách nghĩ của bạn, tất cả các cơ quan hệ mặt trời đều quay quanh Sao Thủy, ngoại trừ Mặt trời, điều đó thật ngớ ngẩn. Hay Mặt trời trên thực tế cũng quay quanh Sao Thủy? Tôi nghĩ rằng việc bạn sử dụng quỹ đạo từ là không thể thực hiện được, cũng như không được chia sẻ bởi hầu hết mọi người khác.

Vì vậy, tôi muốn hỏi liệu các nhà thiên văn học có cách thiết lập, có hệ thống để nói những gì không hoặc không quay quanh những gì trong hệ mặt trời, và nếu vậy, một liên kết để chỉ ra trong tương lai sẽ được đánh giá cao!

Có thể là không có gì là "chính thức", chỉ có việc sử dụng ngôn ngữ kỹ thuật. Ví dụ Phil Plait lưu ý rằng Ông đã sử dụng không chính xác từ "quỹ đạo" cho chuyển động của tàu thăm dò Hayabusa , vốn không quay quanh tiểu hành tinh Ryugu. Nhưng lơ lửng trên bề mặt.

Vậy Phil có nghĩa là gì khi anh ấy nói về quỹ đạo? Tôi tóm tắt ý nghĩa như vậy: Vật A nằm trên quỹ đạo quanh vật B nếu A di chuyển quanh B (tức là dị thường thật của A tăng từ 0 đến 360 độ theo cách khá đều đặn) chủ yếu là do trường hấp dẫn của B.

Vì vậy, mặc dù Sao Hỏa di chuyển xung quanh Trái đất, nhưng chuyển động của nó không phải chủ yếu là do trường hấp dẫn của Trái đất, vì vậy nó không nằm trong quỹ đạo. Tuy nhiên, chuyển động của mặt trăng chủ yếu là do trường hấp dẫn của Trái đất. Nó nằm trong quỹ đạo quanh Trái đất.

Mặt trăng cũng nằm trong quỹ đạo quanh mặt trời: Nó di chuyển xung quanh mặt trời và lý do cho chuyển động này chủ yếu là trường trọng lực của mặt trời.

Một vật thể tại điểm Trái đất L2 không nằm trong quỹ đạo quanh Trái đất (nó được cố định so với Trái đất) Nó nằm trong quỹ đạo quanh mặt trời. Một vật thể ở điểm Mặt trăng Trái đất L2 (có lẽ rất không ổn định) đang quay quanh Trái đất và quay quanh mặt trời. Chuyển động của nó so với Trái đất chủ yếu là do Trái đất (và thứ hai là do mặt trăng). Chuyển động của nó so với mặt trời là do trọng lực của mặt trời.

Cruithne có sự cộng hưởng 1: 1 với Trái đất, nhưng tư thế của nó không chủ yếu do lực hấp dẫn của Trái đất. Nó ở trong quỹ đạo quanh mặt trời, không phải Trái đất.

Hayabusa không nằm trong quỹ đạo xung quanh một tiểu hành tinh, nó đang duy trì vị trí của các bộ đẩy. Tương tự, một máy bay phản lực Jumbo đang bay không quay quanh, chuyển động của nó không phải chủ yếu do trọng lực.

Ý tưởng này có thể được mài giũa bởi khái niệm quả cầu Hill . Bên trong quả cầu Hill, một cơ thể sẽ quay quanh. Bên ngoài nó, cơ thể sẽ không có quỹ đạo.

Đây là một câu hỏi gọn gàng trong đó nó khiến tôi suy nghĩ sâu hơn về từ "quỹ đạo". Câu trả lời đề cập đến barycenters có một điểm, nhưng cuối cùng, nó là một chút về các khung tham chiếu.

Chúng ta hãy đưa ra một tuyên bố tương đối không gây tranh cãi và làm cho nó gây tranh cãi.

"Mặt trăng quay quanh Trái đất".

Tôi sẽ không bao giờ thách thức tuyên bố này, ngoại trừ khi tôi vẽ đường đi của Mặt trăng và Trái đất cùng với SSB, tôi nhận ra rằng Mặt trăng thực sự quay quanh mặt trời (SSB) và chỉ bị nhiễu loạn nặng nề vì nó xảy ra ở gần với ảnh hưởng của lực hấp dẫn của Trái đất.

Nếu chúng ta thu nhỏ, tiếp theo chúng ta sẽ nói rằng tất cả chúng ta chỉ đang quay quanh lõi thiên hà và đơn giản là vì chúng ta ở gần Mặt trời, quỹ đạo thiên hà của chúng ta bị nhiễu loạn bởi Mặt trời.

Tuy nhiên, tùy thuộc vào kích thước tương đối của các ảnh hưởng mà chúng ta có thể đưa ra các suy luận thực tế (hợp lý).

Vậy, "Sao Hỏa quay quanh Trái Đất"?

Không, bởi vì nếu chúng ta đặt một khung tham chiếu lên Sao Hỏa và thử và giải thích chuyển động của Trái đất và Mặt trời, chúng ta sẽ nhận được kết quả vô nghĩa.

Nếu chúng ta đặt một khung tham chiếu trên Mặt trời, hoặc tại SSB và sau đó cố gắng giải thích chuyển động của Trái đất và Mặt trời, nó sẽ trở nên rõ ràng hơn nhiều.

Liệu "Mặt trăng quay quanh Trái đất"?

Trên thực tế, vâng, nếu chúng ta đặt một tài liệu tham khảo tại Trái đất, chúng ta có thể giải thích chuyển động của Mặt trăng khá hợp lý.

Và như thế.

Đây là một bài viết được viết một cách khéo léo về các khung câu hỏi tham khảo như vậy: https://www.wired.com/2012/12/does-the-moon-orbit-the-sun-or-the-earth/

Đây là video được đề xuất bởi @uhoh:
https://www.youtube.com/watch?v=z52WWLE8bBo

Lấy hệ thống sao nhị phân làm ví dụ.

Vòng tròn, hành tinh quay quanh hai ngôi sao , hoặc, bạn có thể nói nó quay quanh trung tâm khối lượng hoặc barycenter của chúng.

Chúng ta cũng có thể tưởng tượng một ngôi sao có sao lùn nâu / sao Mộc nặng quay quanh nó và một hành tinh quay quanh một chút nữa. Không có điểm chính xác nào mà sao lùn nâu / sao Mộc nặng dừng lại là một hệ nhị phân và trở thành một hành tinh khác quay quanh ngôi sao. Bởi vì không có nơi chính xác mà hệ thống thay đổi, tôi sẽ rất ngạc nhiên nếu có câu trả lời chính thức, có thể kiểm chứng được. Tôi cá là không có tiền.

Thiên văn học đầy những tình huống như thế này. Đôi khi các định nghĩa có thể được thiết lập, giống như các tiêu chuẩn để trở thành một hành tinh. Đôi khi, khó hơn để thiết lập một định nghĩa chính xác, ví dụ, kích thước nhỏ nhất của mặt trăng có thể là bao nhiêu?

Không có điểm chuyển đổi chính xác trong đó một hành tinh quay quanh hai ngôi sao trở thành hai hành tinh quay quanh một ngôi sao và không cần phải có. Sẽ ổn khi nói rằng một sao lùn nâu có khối lượng đủ thấp có thể là một sao Mộc nặng.

Thật dễ dàng hơn để nói rằng Sao Hỏa quay quanh Mặt trời, nhưng theo một nghĩa nào đó, Sao Hỏa quay quanh tâm khối lượng của Mặt trời + Sao Kim + Trái đất & Mặt trăng (và tất cả những vật nhỏ trong đó cũng vậy). Cả hai tuyên bố có sự thật với họ.

Sao Kim và Trái đất cùng nhau, khi xếp hàng, tạo ra một barycenter chỉ cách trung tâm Mặt trời khoảng 70.000 km, hoặc khoảng 0,03% khoảng cách Sao Hỏa đến từ Mặt trời (ít hơn 1 phần trong 3.000).

Tôi tin rằng (nhưng không thể làm toán), rằng chính xác hơn khi nói rằng Sao Hỏa quay quanh Sao Kim / Trái Đất / Mặt Trời gần hơn so với nó quay quanh Mặt Trời. Cả hai có khả năng đi chệch khỏi quỹ đạo Kepler hoàn hảo ở một mức độ nào đó. Khối lượng của Sao Hỏa cũng đóng một vai trò trong việc lệch khỏi quỹ đạo Kepler thuần túy ít nhất là về vận tốc quỹ đạo, và có sự nhiễu loạn từ các hành tinh bên ngoài, Sao Mộc và Sao Thổ chủ yếu và sự giãn nở tương đối cũng có ảnh hưởng rất nhỏ (đáng chú ý hơn với Sao Thủy).

Khi NASA muốn hạ cánh một chiếc tàu lên Sao Hỏa, họ cần tính đến ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ một số hành tinh, không chỉ Sao Hỏa quay quanh Mặt trời, mặc dù tôi thu thập các cuộc đổ bộ mặt trăng đầu tiên, họ có thể bỏ qua các hiệu ứng tương đối. Với sao Hỏa, họ có thể cần yếu tố tương đối.

Điều quan trọng cần nhớ là chuyển đổi sang hệ thống số liệu khi cần, nhưng, tôi lạc đề.

Một cách sẽ là nhìn vào pha của chuyển động xuyên tâm của từng vật thể, tức là tạo một đường cong vận tốc hướng tâm cho mỗi vật thể. Mọi thứ trên quỹ đạo với nhau sẽ có chuyển động chống pha với nhau. Do đó, khi một đối tượng di chuyển theo một hướng, đối tượng khác phải di chuyển theo hướng ngược lại khi chúng quay quanh tâm khối lượng của chúng. Lượng chuyển động sẽ phụ thuộc vào khối lượng tương đối nhưng dấu hiệu của chuyển động phải ngược lại với từng đối tượng.

Nếu bạn đi theo quỹ đạo của Trái đất so với sao Hỏa, đôi khi chúng sẽ di chuyển theo hướng ngược lại nhưng đôi khi chúng sẽ di chuyển theo cùng một hướng. Do đó, chúng không thể ở trên quỹ đạo với nhau. Trường hợp Trái đất / Mặt trăng sẽ giống nhau nhưng trước tiên bạn phải trừ hiệu ứng Trái đất / Mặt trời.

Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi nói với bạn rằng về mặt kỹ thuật, Mặt trăng không quay quanh Trái đất và Trái đất không quay quanh Mặt trời và Mặt trời quay quanh một thứ gì đó không là gì? Chào mừng bạn đến với thế giới của những người baryent, dường như bị bỏ qua trong khoa học tiểu học, mặc dù vì lý do tốt. Nó sẽ là một câu nói miệng cho các sinh viên học tập.

Trong hệ Mặt trăng-Trái đất, Trái đất không quay quanh Mặt trăng và Mặt trăng không quay quanh Trái đất. Thay vào đó, chúng quay quanh một trung tâm khối lượng chung, được gọi là Barycenter Trái đất, hoặc chỉ là barycenter nếu tình huống không rõ ràng (như bạn sẽ thấy sau này, bạn có thể có nhiều baryenters).

Mặt trăng kéo trên Trái đất với cùng một lực mà Trái đất kéo theo Mặt trăng. Do đó, quỹ đạo trông giống như thế này:

Mặt trăng có khối lượng khoảng 1,2% trên Trái đất. Do đó, Mặt trăng nên quay xa hơn khoảng 83 lần (chỉ là$\frac{100}{1.2}$) từ barycenter hơn Trái đất. Trục bán chính của Mặt trăng là 385000 km. Do đó, trục bán chính của Trái đất quanh barycenter Trái đất (không phải Mặt trời) là khoảng 4500 km. Và đó là trường hợp, như được hiển thị dưới đây. Biểu tượng kim cương là thứ mà Space Engine sử dụng cho các biểu tượng barycenter.

Nếu chúng ta phóng to, chúng ta sẽ thấy quỹ đạo của Trái đất xung quanh barycenter:

Bởi vì Mặt trăng có khối lượng thấp như vậy so với Trái đất, barycenter thực sự nằm bên trong Trái đất. Khi Mặt trăng từ từ rời khỏi Trái đất trong vài trăm triệu năm tới, barycenter sẽ từ từ rời khỏi bề mặt Trái đất.

Barycenter có thể được đặt bên ngoài hành tinh? Nó chắc chắn có thể. Hệ thống Pluto-Charon trông hơi giống thế này:

Trong Space Engine có vẻ như thế này (độ sáng tăng lên để bạn thực sự có thể nhìn thấy nó):

Hệ mặt trời-trái đất thì sao? Vấn đề là Mặt trời cũng bị ảnh hưởng bởi tất cả các hành tinh khác trong hệ mặt trời. Tổng của tất cả các tương tác này là nơi đặt Barycenter Solar Systemic. Tuy nhiên, nó không di chuyển trong một vòng tròn đẹp, nhưng nó hầu như bị ảnh hưởng bởi Sao Mộc vì Sao Mộc là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời. Nó trông như thế này:

Sao nhị phân thì sao? Vâng, đó là điều tương tự. Đây là$\alpha$ Nhân mã.

Ok, điều cuối cùng, làm thế nào về các hệ thống có 3 sao trở lên? Vâng đây là điều. barycenters có thể quay quanh các baryent khác. Hệ thống Castor là một hệ thống sextuple (6). Đây là những gì nó trông giống như:

Ba điểm ánh sáng đó thực sự là hai ngôi sao quay rất gần nhau, sao cho chúng trông giống như một ngôi sao. Vì vậy, để trả lời câu hỏi của bạn, không có họ thực sự không quay quanh bất cứ thứ gì, mà thay vào đó họ quay quanh một barycenter thông thường, và chúng tôi xác định những gì quay quanh những gì bằng cách xem nếu nó đi xung quanh barycenter đó.