Dylanwad Disgyrchiant yr Haul ar Blanedau
Disgyrchiant yr Haul yw'r "edau anweledig" sy'n cadw trefn ar y system solar. Heb atyniad disgyrchiant yr Haul, ni fyddai'r planedau'n cylchdroi'n sefydlog, ond yn hytrach byddent yn drifftio ar eu cyflymder gwreiddiol ac yn cael eu taflu i'r gofod rhyngserol. Ond nid yw dylanwad disgyrchiant yr Haul yn ymwneud â "dal" y planedau gyda'i gilydd yn unig; mae'n siapio eu cylchdroadau, yn pennu eu cyflymderau, yn dylanwadu ar dymheredd trwy bellter, yn rhyngweithio â disgyrchiant planedau eraill, a hyd yn oed yn cynhyrchu effeithiau cynnil fel precessiwn orbitol. Mae'r erthygl hon yn archwilio sut mae disgyrchiant yr Haul yn gweithio a sut mae'n dylanwadu ar ymddygiad y planedau yn y system solar.
1. Disgyrchiant fel prif reolydd y system solar
Yn syml, disgyrchiant yw'r grym atyniad rhwng dau fàs. Mae'r Haul yn cynnwys tua 99,86% o gyfanswm màs y system solar, gan wneud ei ddylanwad disgyrchiant yn drech. Oherwydd ei fàs aruthrol, mae'r Haul yn creu "ffynnon ddisgyrchiant" ddofn, gan achosi i wrthrychau o'i gwmpas—planedau, asteroidau, a chomedau—dueddu i'w orbitio.
Nid yw planedau'n cwympo'n uniongyrchol i'r Haul oherwydd bod ganddyn nhw hefyd gyflymder tangiadol sylweddol (cyflymder ochrol). Y canlyniad yw symudiad orbitol: mae'r planedau'n "cwympo" yn barhaus tuag at yr Haul oherwydd disgyrchiant, ond ar yr un pryd yn "cyflymu i'r ochr," fel bod eu llwybrau'n crymu ac yn ffurfio orbitau caeedig (yn gyffredinol yn agos at elipsau).
2. Penderfynu siâp yr orbit: elips, ecsentrigrwydd, a phellter cyfartalog
Yn ôl cyfreithiau Kepler, mae orbit planed fel arfer yn eliptig, gyda'r Haul mewn un ffocws. Pennir y siâp eliptig hwn gan y cydbwysedd rhwng egni cinetig y blaned a'i hegni disgyrchiant yn y system Haul-planed.
Gelwir gradd "hirgrwn" orbit yn ecsentrigrwydd. Os yw'r ecsentrigrwydd yn agos at sero, mae'r orbit bron yn gylchol (er enghraifft, Gwener). Os yw'n fwy, mae'r orbit yn fwy eliptig (er enghraifft, Mercher, sy'n eithaf ecsentrig). Disgyrchiant yr Haul yw'r prif ffactor sy'n llunio'r orbitau hyn, ond gall rhyngweithiadau disgyrchiant rhwng planedau hefyd newid yr ecsentrigrwydd yn araf dros gyfnodau hir iawn o amser.
Mae pellter planed o'r Haul hefyd yn pennu llawer o bethau: o'i thymheredd arwyneb cyfartalog i'w chyfnod chwyldro. Mae planedau agosach fel Mercher a Gwener yn profi tynfa disgyrchiant gryfach na planedau mwy pell fel Wranws a Neifion.
3. Rheoleiddio cyflymder y blaned: y mwyaf agos, y cyflymaf
Un o effeithiau disgyrchiant yr Haul sydd hawsaf i'w deall yw'r amrywiad yng nghyflymder orbitol. Mae planedau sy'n agosach at yr Haul yn symud yn gyflymach. Mae hyn yn unol ag ail gyfraith Kepler: mae planedau'n ysgubo allan arwynebeddau cyfartal mewn amseroedd cyfartal, felly pan fydd planed yn agos at yr Haul (perihelion), mae ei chyflymder yn cynyddu; pan fydd ymhellach i ffwrdd (aphelion), mae ei chyflymder yn lleihau.
Er enghraifft, mae Mercher yn cylchdroi'r Haul mewn tua 88 diwrnod Daear yn unig, tra bod Neifion yn cymryd tua 165 o flynyddoedd Daear i gwblhau un orbit. Mae'r gwahaniaeth sylweddol hwn yn codi oherwydd bod y tynfa disgyrchiant y mae planed yn ei phrofi yn dibynnu ar ei phellter: po bellaf ydyw, y gwannach yw'r tynfa, ac felly'r cyflymder orbitol sefydlog sydd ei angen i wrthbwyso disgyrchiant.
4. Pennu cyfnod y chwyldro: y berthynas rhwng pellter ac amser
Mae trydydd gyfraith Kepler yn nodi bod sgwâr cyfnod chwyldro planed yn gymesur yn uniongyrchol â chiwb ei phellter cyfartalog o'r Haul. Yn gysyniadol, po bellaf yw planed o'r Haul, y mwyaf yw ei phellter orbitol a'r gwannach yw ei thynnu disgyrchiant, sy'n gwyro ei llwybr, gan ei gwneud hi'n cymryd mwy o amser i gwblhau un orbit.
Mae'r effaith yn weladwy'n glir ar raddfa system yr haul: mae gan y planedau mewnol "flynyddoedd" byr, tra bod gan y planedau allanol rai hir. Nid yn unig oherwydd eu pellteroedd orbitol mwy, ond hefyd oherwydd eu cyflymder orbitol arafach oherwydd eu tynfa disgyrchiant llai.
5. Sefydlogrwydd orbitol a “dawns” disgyrchiant gyda planedau eraill
Er bod disgyrchiant yr Haul yn drech, mae'r planedau hefyd yn denu ei gilydd. Mae'r rhyngweithio hwn yn creu aflonyddwch orbitol a all newid gogwydd, ecsentrigrwydd a safle'r orbitol dros amser. Fodd bynnag, yr Haul yw'r prif angor sy'n atal y system rhag mynd yn wallgof.
Enghraifft glasurol o ddylanwad disgyrchiant cyfunol yr Haul a planedau eraill yw cyseiniant orbitol. Er enghraifft, mae rhai asteroidau wedi'u lleoli mewn "bylchau" penodol yn y gwregys asteroidau oherwydd cyseiniant ag Iau. Yn y rhanbarthau hyn, gall tynfa gyfnodol Iau—yng nghyd-destun system sy'n cael ei dominyddu gan yr Haul—amharu ar orbit yr asteroid, gan achosi iddo ddod yn ansefydlog a'i wthio i orbit gwahanol.
Mewn geiriau eraill, disgyrchiant yr Haul sy'n ffurfio'r llwyfan canolog, tra bod y prif blanedau, yn enwedig Iau a Sadwrn, yn dod yn "actorion" ychwanegol sy'n dylanwadu ar y deinameg.
6. Llif a thrai a dylanwadau anuniongyrchol
Mae disgyrchiant yr Haul hefyd yn achosi grymoedd llanw. Ar y Ddaear, mae'r llanw cryfaf yn dod o ddisgyrchiant y Lleuad, ond mae'r Haul hefyd yn gwneud cyfraniad sylweddol. Pan fydd yr Haul, y Lleuad a'r Ddaear bron â'u halinio (lleuad newydd neu lawn), mae'r llanw ar eu huchaf (llanw gwanwyn). Pan fyddant yn ffurfio ongl sgwâr (chwarter cyntaf neu drydydd), mae'r llanw'n llai (llanw bach).
Ar blanedau eraill, gall effeithiau llanw'r Haul gyfrannu at wresogi mewnol os yw'r gwrthrych yn agos ac mae ei orbit yn ecsentrig. Er bod yr enghreifftiau mwyaf pwerus o wresogi llanw fel arfer yn gysylltiedig â rhyngweithiadau â planedau enfawr (e.e., Io ag Iau), mae'r egwyddor ffisegol yn aros yr un fath: mae gwahaniaethau mewn tynfa disgyrchiant ar rannau o'r gwrthrych yn cynhyrchu ymestyn, ffrithiant mewnol, a gwres.
7. Precessiwn orbitol: newid araf yng nghyfeiriad yr elips
Nid yw orbitau planedau yn elipsau "sefydlog". Mae cyfeiriad echel hir yr elips yn cylchdroi'n araf, ffenomen o'r enw precessiwn. Mae'r precessiwn hwn yn digwydd oherwydd cyfuniad o ffactorau: aflonyddwch disgyrchiant o blanedau eraill ac effeithiau perthnasedd cyffredinol, yn fwyaf amlwg ar Fercher.
I Mercher, mae ei gyrchiad perihelion yn un o'r darnau pwysicaf o dystiolaeth ar gyfer perthnasedd cyffredinol Einstein. Fodd bynnag, mae'n bwysig deall bod gwreiddyn y ffenomen yn dal i fod yn gysylltiedig â'r ffaith bod yr Haul yn ganolbwynt disgyrchiant mawr, gan greu geometreg orbitol sy'n sensitif iawn i aflonyddwch bach.
8. Cadw'r planedau wedi'u rhwymo: terfynau dylanwad yr Haul
Yn ddisgyrchol, mae gan yr Haul ranbarth o oruchafiaeth o'r enw "sffêr dylanwad," neu, yn fwy cyffredinol, ffin sefydlogrwydd disgyrchol yn erbyn aflonyddwch allanol. O fewn y rhanbarth hwn, mae gwrthrychau'n tueddu i fod yn fwy rhwym i'r Haul nag i sêr eraill. Dyma pam mae comedau yn ddwfn yng Nghwmwl Oort yn dal i gael eu hystyried yn rhan o system yr haul, er gwaethaf eu pellter mawr.
Ond ar y terfynau allanol, gall tynfa disgyrchiant sêr eraill ac aflonyddwch galactig amharu ar orbit y gomed, gan ei thaflu i mewn i'r system solar fewnol neu hyd yn oed allan. Mae hyn yn dangos bod disgyrchiant yr Haul, er ei fod yn bwerus ar raddfa blanedol, yn dal i fod â therfynau ar bellteroedd eithafol.
9. Dylanwad ar hinsawdd ac amodau ffisegol y blaned trwy bellter
Nid yn unig y mae disgyrchiant yr Haul yn "rheoleiddio symudiad", ond mae hefyd yn dylanwadu'n anuniongyrchol ar amodau planedau trwy reoleiddio pellter orbitol. Mae pellter yn pennu dwyster y golau a'r egni y mae planed yn ei dderbyn. Trafodir y parth preswylio yn aml yn y cyd-destun hwn, yr ystod y gallai dŵr hylifol fod yn sefydlog o'i fewn ar wyneb planed (gan dybio awyrgylch addas).
Mewn geiriau eraill, oherwydd bod disgyrchiant yr Haul yn pennu'r orbit (a'r orbit yn pennu'r pellter cyfartalog), mae disgyrchiant yn chwarae rhan yn y tebygolrwydd y bydd gan blaned amodau addas ar gyfer bywyd.
Casgliad
Mae dylanwad disgyrchiant yr Haul ar y planedau yn sylfaenol ac yn dreiddiol. Mae'n dal y planedau yn eu lle, yn pennu siâp a sefydlogrwydd eu horbitau, yn rheoleiddio eu cyflymder a'u cyfnod chwyldro, ac yn rhyngweithio â disgyrchiant planedau eraill i gynhyrchu aflonyddwch orbitol, atseiniau, a phresesiad. Mae hyd yn oed ffenomenau a deimlir ar y Ddaear, fel llanw, yn cynnwys yr Haul. Yn y pen draw, mae disgyrchiant yr Haul yn fwy na dim ond grym atyniad; dyma'r prif strwythur sy'n llunio "pensaernïaeth" system yr haul ac yn caniatáu i'r planedau ddilyn patrwm rheolaidd o symudiad am biliynau o flynyddoedd.
