İki uydu bir yörüngeyi paylaşıyor, benimle dalga mı geçiyorsun?
Bir gökbilimcinin sorusu:
Satürn'ün iki alt uyduya sahip olduğunu biliyorum ... (isimlerini hatırlamıyorum), aynı yörünge ve yörüngede Satürn'ün yörüngesinde dönüyor. Onların devrialemleri aynı değil ... ama asla çarpışmamışlar! ! ! biliyor musun? bu gerçek mi? Bu nasıl mümkün olabilir?
Bunu açıklayabilir misin?
Dave Cohenridge cevap verdi:
Satürn'ün iki uydusu, Titan ve Titan, "çift yıldızlardır" ve aynı yörüngeyi paylaşırlar (aslında, ikisinin yörüngeleri 50 kilometre uzaktadır ve her ikisinin de yarı çapından daha küçüktürler. , Bir parçayı paylaşmaya eşdeğerdir). Satürn'den yaklaşık olarak aynı uzaklıktalar ve aynı hızda hareket ederler. Ancak, asla birbirlerinin yerine geçmediler veya çarpışmadılar. Teknik olarak, biz gökbilimciler "1: 1 yörünge rezonansı" veya "at nalı şeklindeki yörüngede" olduklarını söylüyoruz.
Şey bunun gibi. Birincisi, yörüngedeki bir uydunun hızı yalnızca gezegene olan uzaklığına bağlıdır. Titan ve Titan, Satürn ile aynı ortalama mesafeye sahiptir. Bu mesafenin kendisine karşılık gelen belirli bir yörünge hızı vardır. Her iki uydu da bu hızda hareket eder. Bu nedenle, Satürn'e Satürn'ün kuzey kutbunun üstünden bakmayı hayal ederseniz, Satürn'ün etrafında bu hızda dönen iki uydu göreceksiniz.
Şimdi sadece Satürn'e bakmadığımızı, aynı zamanda uzay aracında Satürn'ün yörüngesindeki bu iki uydunun hızı ve yönünde yavaşça döndüğümüzü hayal edin. Bu "dönen çerçeve" de, eğer her iki uydu da gerçekten de bu hızda hareket ediyorsa, ön camımızda görünecek ve hareketsiz kalacaktır. Aksine, gerçekten gördüğümüz şey, bir uydunun her zaman ön camın bir tarafında kaldığı ve diğer uydunun diğer tarafta kaldığı, Satürn'ün yörüngesinde at nalı şeklinde, ileri geri sallanarak dönüyorlar. Bu yüzden bu tür bir parkuru at nalı izi olarak adlandırıyoruz.
Peki ne oldu? Herhangi bir anda, uydulardan biri Satürn'den diğerine göre biraz daha uzakta olacak ve bu uydu biraz daha yavaş hareket edecek ve diğer uydu Satürn'e biraz daha yakın olacak ve biraz daha hızlı hareket edecek. Sonunda, daha hızlı olan uydu daha yavaş olan uyduyu yakalayacak, ancak çarpışmadan önce, iki uydu arasındaki enerji değiş tokuş ediliyor ve ayrıca yörüngeleri değiş tokuş ediliyor. Daha önce daha uzak ve daha yavaş olan uydular artık Satürn'e daha yakın ve daha hızlı hareket ediyor.Önceden daha yakın ve daha hızlı olan uydular artık daha uzak ve daha yavaş. Hızlı uydu, yavaş uyduya yetiştiğinde, yavaş uydu ondan uzaklaşarak hızlı bir uydu haline gelir. Böylece asla çarpışmayacaklar.
İki uydu arasındaki sürekli yörünge değişimi çok kararlı bir yapıdır. Herhangi bir yörünge, iki rakip kuvvet arasındaki bir dengedir: nesneleri bir araya getiren yerçekimi ve nesnelerin hızı, onları birbirlerinden uzak tutma eğilimindedir (yön doğruysa). Yörüngede bir uydu hayal edin, eğer hareket etmiyorsa, gezegene düşecektir. Ancak hızı yörüngede kalmasına izin veriyor. Ancak yerçekimi ve hız birbirinden tamamen izole değildir. Yerçekimi, nesnelerin daha hızlı düşmesine neden olabilir ve yanlış yönde hareket eden bir nesne yörüngede kalmaz.
Titan ve Titan'ın birbirine dokunmasını engelleyen şey bu ikisi arasındaki etkileşimdir. İki uydu birbirine yaklaştığında, yerçekimi nedeniyle hızları değişmeye başlar. Ancak iki uydunun yörüngeleri nedeniyle, yerçekimleri hızlarının belirli bir şekilde değişmesine neden olur ve bu da yörüngelerinin tekrar birbirinden uzaklaşmasına neden olabilir. Kesin olarak konuşursak, yerçekimi, Titan ve Titan gibi uyduları asla püskürtmedi. Uydu yönünü ters çevirdi (dönen çerçevemizde) ve birbirinden uzaklaşmaya başladı.
Titan ve Titan yörüngelerinin şematik diyagramı. Bu tür resimler nispeten popüler olmadığı için internette bulunamazlar. Okuyucuların Titan ve Titan'ın "dans düetini" daha iyi anlamasını sağlamak için yörüngeler değiştirildi, bu yüzden bu resmi kendimiz çizdik. Resim ölçekli çizilmemiş ve bazı hatalar var Lütfen okuyucular. Shuzheng, teşekkür ederim!
Resimde, iki uydu değişim noktasında buluştuğunda, yörüngelerini değiştirecekler. Hızlı iç yörüngeye sahip bir uydu dış yörüngeye girer Benzer şekilde, yavaş dış yörüngeye sahip bir uydu da iç yörüngeye girer. Yerçekimi nedeniyle, hızlı uydular yavaşlar ve yerçekimi nedeniyle yavaş uydular hızlanır, enerji ve yörünge alışverişini gerçekleştirir. Hız değişimi kademeli olarak gerçekleştiğinden, hızlı bir iç yörüngeye sahip bir uydu dış yörüngeye yavaşlayan kurbağaya girdiğinde, yine de iç yörünge uydusunun önünde yürüyecek ve bir sonraki toplantıda yetişecektir. Bu şekilde her dört yılda bir değiştirin.
At nalı şeklindeki bir yörüngenin bilinen diğer tek örneği, Dünya ile at nalı şeklindeki bir yörüngede bulunan asteroid 3757 Croutney'dir. Dünyanın etrafında dönen çerçevede, dünya çok büyük olduğu için hiç hareket etmiyor, ancak asteroitler at nalı yörüngesinde hareket ediyor olarak görülebilir. Asteroid 3757 Krutney hakkında bilgi edinmek için buraya tıklayın. Klutney'nin yörüngesi Titan ve Titan'dan çok daha karmaşıktır, son ikisi daha çok o sayfadaki 1 numaraya benziyor.
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
Çeviri: Astronomi Gönüllü Makaleler Grubu-Jinsefay
Gözden Geçirme: Astronomi Gönüllü Makale Grubu-PN Kavşağı
Tipografi: Sıfır Derece Gökada
