Có thể cho các vành đai hành tinh vuông góc (hoặc gần vuông góc) với quỹ đạo của hành tinh xung quanh ngôi sao chủ không?
Có thể cho các vành đai hành tinh vuông góc (hoặc gần vuông góc) với quỹ đạo của hành tinh xung quanh ngôi sao chủ không?
Trả lời
Đúng vậy, mặt phẳng của các vành sao Thiên Vương nằm ở khoảng 98 độ so với mặt phẳng quỹ đạo của nó quanh Mặt trời.
Điều này có nghĩa là hệ thống vòng giống như trong hình của bạn hai lần trên mỗi quỹ đạo. Khi hành tinh quay quanh Mặt trời, các vành đai, mặc dù vẫn nghiêng 98 độ so với mặt phẳng quỹ đạo dần dần trở nên "trực diện" khi nhìn từ Mặt trời. Điều này sẽ xảy ra khoảng một phần tư chu kỳ quỹ đạo sau khi cấu hình được minh họa trong hình. Sau đó một phần tư chu kỳ quỹ đạo sau đó, Sao Thiên Vương sẽ ở phía bên kia của Mặt Trời, nhưng với các vành của nó nghiêng như hình bên.
Tôi đã đăng một vài hình ảnh động, chỉ để đảm bảo :) Hình ảnh hy vọng rõ ràng là không tăng tỷ lệ.
Điều này là khả thi:
và trên thực tế, không xa với những gì sao Thiên Vương đang làm.
Hoạt ảnh trên được tạo bằng Mathematica. Máy ảnh ở phía trên mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh, nhưng không ở ngay phía trên ngôi sao. Các vòng vuông góc với mặt phẳng của quỹ đạo. Vì máy ảnh nằm lệch tâm, chúng tôi nhìn thấy một chút mặt của các vòng. Bởi vì máy ảnh ở một khoảng cách hữu hạn, góc giữa mặt phẳng của các vòng và đường ngắm của máy ảnh thay đổi dọc theo quỹ đạo.
Mặt khác, hoạt ảnh hiển thị bên dưới là không thể thực hiện được. Bảo toàn momen động lượng ngăn cấm nó:
Vòng nằm trên mặt phẳng quỹ đạo của các hạt mà vòng bao gồm, và (hướng của pháp tuyến của) mặt phẳng này không thay đổi trong suốt quỹ đạo của hành tinh. Ban đầu tôi nghĩ rằng chiếc nhẫn sẽ tự động nằm trên mặt phẳng của đường xích đạo của hành tinh. Đó là trường hợp của các vành đai chính của sao Thổ và các vành đai của sao Thiên Vương. Tuy nhiên, như đã giải thích ở đây , không có định luật vật lý nào làm cho điều này trở nên cần thiết. Ngay cả sao Thổ cũng có một vòng mỏng mờ ở một hướng khác.
Sự hiểu biết hạn chế của tôi là nguồn gốc của chiếc nhẫn đóng một vai trò nào đó. Nếu một vòng bao gồm phần còn lại của một vệ tinh trước đây, thì nó sẽ đi theo bất kỳ quỹ đạo nào mà vệ tinh đó có. Mặt khác, nếu chiếc nhẫn được hình thành cùng với hệ hành tinh, hoặc thậm chí là sự phóng ra từ hành tinh đang hình thành, thì có vẻ tự nhiên rằng chiếc nhẫn phải nằm chính xác trên mặt phẳng xích đạo.
Chúng tôi cần một nhà thiên văn học để cung cấp thêm chi tiết. Sau khi xem qua Wikipedia, tôi nghi ngờ rằng một vành đai trên mặt phẳng xích đạo có thể ổn định hơn. Đặc biệt, nếu / khi "mặt trăng chăn cừu" cần có mặt để giữ nguyên chiếc nhẫn. Rõ ràng là các vệ tinh có xu hướng gần mặt phẳng xích đạo của hành tinh mẹ. Có thể trọng lực của các vệ tinh còn lại sẽ làm nhiễu loạn một vành đai ở một số hướng khác nghiêm trọng hơn, có nghĩa là nó sẽ không tồn tại lâu?