เป็นไปได้ไหมที่วงแหวนของดาวเคราะห์จะตั้งฉาก (หรือใกล้ตั้งฉาก) กับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์เจ้าบ้าน?
เป็นไปได้ไหมที่วงแหวนของดาวเคราะห์จะตั้งฉาก (หรือใกล้ตั้งฉาก) กับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์เจ้าบ้าน?
คำตอบ
ใช่ระนาบของวงแหวนของดาวยูเรนัสอยู่ที่ประมาณ 98 องศากับระนาบของวงโคจรรอบดวงอาทิตย์
ซึ่งหมายความว่าระบบวงแหวนจะมีลักษณะเหมือนในภาพของคุณสองครั้งต่อวงโคจร ขณะที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์วงแหวนแม้ว่าจะยังคงเอียงอยู่ที่ 98 องศากับระนาบวงโคจรจะค่อยๆกลายเป็น "หันหน้าเข้าหา" เมื่อมองจากดวงอาทิตย์ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นประมาณหนึ่งในสี่ของคาบการโคจรหลังจากการกำหนดค่าที่แสดงในภาพ จากนั้นอีกหนึ่งในสี่ของคาบการโคจรในเวลาต่อมาดาวมฤตยูจะอยู่อีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ แต่วงแหวนจะเอียงตามที่แสดง
ฉันโพสต์ภาพเคลื่อนไหวบางส่วนเพื่อให้แน่ใจ :) หวังว่าภาพจะไม่ขยายขนาด
สิ่งนี้เป็นไปได้:
และในความเป็นจริงไม่ไกลจากสิ่งที่ดาวมฤตยูกำลังทำอยู่
แอนิเมชั่นด้านบนผลิตโดยใช้ Mathematica กล้องอยู่เหนือระนาบวงโคจรของดาวเคราะห์ แต่ไม่ได้อยู่เหนือดาวโดยตรง วงแหวนตั้งฉากกับระนาบของวงโคจร เนื่องจากกล้องไม่อยู่ตรงกลางเราจึงเห็นด้านข้างของวงแหวนเล็กน้อย เนื่องจากกล้องอยู่ในระยะที่ จำกัด มุมระหว่างระนาบของวงแหวนและแนวสายตาจากกล้องจึงแตกต่างกันไปตามวงโคจร
ในทางกลับกันภาพเคลื่อนไหวที่แสดงด้านล่างเป็นไปไม่ได้ทางกายภาพ การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมห้ามไม่ให้:
วงแหวนอยู่บนระนาบการโคจรของอนุภาคที่วงแหวนประกอบด้วยและ (ทิศทางของปกติ) ระนาบนี้ไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการโคจรของดาวเคราะห์ ตอนแรกฉันคิดว่าวงแหวนจะอยู่บนระนาบของเส้นศูนย์สูตรของโลกโดยอัตโนมัติ ซึ่งเป็นกรณีของวงแหวนหลักของดาวเสาร์และดาวมฤตยู อย่างไรก็ตามตามที่อธิบายไว้ที่นี่ไม่มีกฎของฟิสิกส์ที่จะทำให้สิ่งนี้จำเป็น แม้แต่ดาวเสาร์ก็มีวงแหวนบาง ๆ ในทิศทางที่แตกต่างกัน
ความเข้าใจที่ จำกัด ของฉันคือที่มาของแหวนมีบทบาท หากวงแหวนประกอบด้วยซากของดาวเทียมในอดีตแหวนจะเป็นไปตามวงโคจรใดก็ตามที่ดาวเทียมมี ในทางกลับกันถ้าวงแหวนถูกสร้างขึ้นพร้อมกับระบบดาวเคราะห์หรือแม้กระทั่งดีดออกจากดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัวก็จะรู้สึกเป็นธรรมชาติที่วงแหวนควรอยู่บนระนาบเส้นศูนย์สูตร
เราต้องการนักดาราศาสตร์เพื่อให้รายละเอียดเพิ่มเติม หลังจากดู Wikipedia แล้วฉันสงสัยว่าวงแหวนบนระนาบเส้นศูนย์สูตรอาจมีความเสถียรมากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้า / เมื่อ "ดวงจันทร์คนเลี้ยงแกะ" จำเป็นต้องมีอยู่เพื่อให้วงแหวนยังคงอยู่ เห็นได้ชัดว่าดาวเทียมมักจะอยู่ใกล้ระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์แม่ อาจเป็นเพราะแรงโน้มถ่วงของดาวเทียมที่เหลือจะรบกวนวงแหวนในทิศทางอื่น ๆ อย่างรุนแรงมากขึ้นซึ่งหมายความว่ามันจะอยู่ได้ไม่นาน?