Mungkinkah cincin planet tegak lurus (atau hampir tegak lurus) dengan orbit planet di sekitar bintang induk?

Jan 10 2021

Mungkinkah cincin planet tegak lurus (atau hampir tegak lurus) dengan orbit planet di sekitar bintang induk?

Jawaban

46 ProfRob Jan 10 2021 at 17:26

Ya, bidang cincin Uranus berada pada sekitar 98 derajat dari bidang orbitnya mengelilingi Matahari.

Ini berarti sistem cincin terlihat seperti pada gambar Anda dua kali per orbit. Saat planet mengorbit Matahari, cincinnya, meskipun masih miring pada 98 derajat ke bidang orbit, secara bertahap menjadi "menghadap" jika dilihat dari Matahari. Ini akan terjadi sekitar seperempat periode orbit setelah konfigurasi yang diilustrasikan pada gambar. Kemudian seperempat periode orbit kemudian, Uranus akan berada di sisi lain Matahari, tetapi cincinnya miring seperti yang ditunjukkan.

28 JyrkiLahtonen Jan 11 2021 at 00:29

Saya memposting beberapa animasi, hanya untuk memastikan :) Gambarnya mudah-mudahan jelas tidak berskala.

Ini mungkin:

dan sebenarnya tidak jauh dari apa yang dilakukan Uranus.

Animasi di atas diproduksi menggunakan Mathematica. Kamera berada di atas bidang orbit planet, tetapi tidak tepat di atas bintang. Cincin tegak lurus dengan bidang orbit. Karena kamera tidak berada di tengah, kami melihat sedikit sisi cincin. Karena kamera berada pada jarak yang terbatas, sudut antara bidang cincin dan garis pandang dari kamera bervariasi di sepanjang orbit.

Di sisi lain, animasi yang ditunjukkan di bawah ini secara fisik tidak mungkin. Kekekalan momentum sudut melarangnya:

Cincin berada pada bidang orbit partikel yang terdiri dari cincin, dan (arah normalnya) bidang ini tidak berubah selama orbit planet. Awalnya saya mengira bahwa cincin itu secara otomatis akan berada di bidang ekuator planet ini. Seperti halnya cincin utama Saturnus dan cincin Uranus. Namun, seperti yang dijelaskan di sini , tidak ada hukum fisika yang mengharuskan hal ini. Bahkan Saturnus memiliki cincin tipis tipis dengan orientasi berbeda.

Pemahaman saya yang terbatas adalah bahwa asal muasal cincin berperan. Jika sebuah cincin terdiri dari sisa-sisa bekas satelit, maka cincin itu akan mengikuti orbit satelit itu. Sebaliknya, jika cincin itu terbentuk menyatu dengan sistem planet, atau bahkan keluar dari planet pembentuknya, maka wajar bila cincin itu harus persis berada di bidang ekuator.

Kami membutuhkan seorang astronom untuk memberikan lebih banyak detail. Setelah mengintip di Wikipedia saya menduga bahwa cincin di bidang ekuator mungkin lebih stabil. Terutama, jika / saat "bulan penggembala" perlu ada untuk menjaga cincinnya tetap utuh. Jelas satelit cenderung berada di dekat bidang ekuator dari planet induk. Mungkinkah gravitasi satelit yang tersisa akan mengganggu cincin dalam orientasi lain yang lebih parah, yang berarti bahwa itu tidak akan bertahan lama?