Kev Sib Cuam Tshuam ntawm Lub ntiajteb txawj nqus
Lub ntiajteb txawj nqus zoo li yog lub zog "tsis pom", tab sis nws yog tus tswj hwm tseem ceeb ntawm kev txiav txim hauv lub ntiaj teb. Hauv Lub Hnub Ci, kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm cov ntiaj teb ua haujlwm zoo li lub vev xaib txuas ntxiv ntawm kev rub thiab rub. Yog tsis muaj lub ntiajteb txawj nqus, cov ntiaj teb yuav tsis ncig lub Hnub, lub hli yuav tsis ncig lawv cov ntiaj teb ncaj ncees, thiab cov qauv nplhaib, cov hnub qub poob, thiab cov hnub qub poob yuav txav mus yam tsis muaj tus qauv ruaj khov. Tsab xov xwm no tham txog yuav ua li cas kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm cov ntiaj teb tshwm sim, lawv qhov cuam tshuam rau lub voj voog thiab kev hloov pauv ntawm Lub Hnub Ci , thiab piv txwv ntawm cov xwm txheej tseem ceeb uas peb tuaj yeem saib thiab kawm.
Cov ntsiab lus ntawm lub ntiajteb txawj nqus thiab lub ntiajteb txawj nqus
Txoj cai lij choj ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm Newton hais tias ob yam khoom uas muaj qhov hnyav yuav rub ib leeg nrog lub zog sib piv rau cov khoom ntawm lawv qhov hnyav thiab sib piv rau qhov sib npaug ntawm qhov deb ntawm lawv. Hauv cov ntsiab lus ntawm Lub Hnub Ci , Lub Hnub yog qhov chaw tseem ceeb ntawm lub ntiajteb txawj nqus vim nws qhov hnyav yog qhov tseem ceeb heev - ntau dua 99% ntawm tag nrho qhov hnyav ntawm lub cev. Qhov no yog qhov laj thawj vim li cas txhua lub ntiaj teb ncig lub Hnub.
Txawm li cas los xij, cov ntiaj teb tsis yog "cov neeg caij tsheb tsis muaj zog." Txhua lub ntiaj teb kuj muaj qhov hnyav, yog li lawv cuam tshuam rau ib leeg txoj kev ncig. Txawm hais tias cov kev cuam tshuam ntawm interplanetary feem ntau me dua li cov ntawm Lub Hnub, cov teebmeem me me no tuaj yeem sib sau ua ke dhau sijhawm thiab tsim cov kev hloov pauv tseem ceeb hauv cov duab ntawm lub orbit, qhov kev xav ntawm lub dav hlau orbital, thiab txawm tias qhov ruaj khov mus sij hawm ntev ntawm lub cev.
Vim li cas kev sib cuam tshuam interplanetary thiaj li tseem ceeb?
Thaum xub thawj siab ib muag, cov ntiaj teb txoj kev ncig zoo li tsis hloov pauv thiab yuav luag tsis hloov pauv. Tab sis yog tias peb ntsuas qhov chaw ntawm cov ntiaj teb kom zoo zoo, peb pom qhov sib txawv me ntsis ntawm lawv txoj kev elliptical zoo tagnrho. Cov kev sib txawv no hu ua gravitational perturbations, uas yog cov kev cuam tshuam me me rau cov orbits uas tshwm sim los ntawm lub zog rub ntawm lwm yam khoom - tshwj xeeb tshaj yog cov ntiaj teb loj xws li Jupiter thiab Saturn.
Qhov kev cuam tshuam no tseem ceeb vim tias:
1. Txheeb xyuas qhov tseeb ntawm kev kwv yees qhov chaw ntawm lub ntiaj teb. Kev suav txog kev tsav dav hlau thiab kev mus ncig ntawm lub ntiaj teb yuav tsum suav nrog cov teebmeem ntawm lub ntiajteb txawj nqus kom ntseeg tau tias muaj tseeb.
2. Tsim cov qauv ntawm Lub Hnub Ci. Cov kev cuam tshuam ntawm lub orbital thiab cov kev cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus cuam tshuam rau qhov sib nrug ntawm cov ntiaj teb, lub asteroid belt, thiab kev faib tawm ntawm cov khoom Kuiper Belt.
3. Cuam tshuam rau kev ruaj khov mus sij hawm ntev. Tshaj li ntau lab mus rau ntau txhiab xyoo, kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus tuaj yeem ua rau lub voj voog ua elliptical ntau dua, hloov pauv, lossis txawm tias ua rau muaj kev sib tsoo hauv cov xwm txheej hnyav.
Kev cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus: rub me me, cuam tshuam loj
Thaum ob lub ntiaj teb nyob ze heev (piv txwv li, thaum lub sijhawm sib koom ua ke), lub zog rub ntawm lawv nce ntxiv. Lub ntiaj teb loj dua ua rau muaj kev cuam tshuam ntau dua. Jupiter, ua lub ntiaj teb loj tshaj plaws, yog tus neeg ua si tseem ceeb hauv kev cuam tshuam Lub Hnub Ci. Lub zog rub ntawm Jupiter tuaj yeem hloov pauv qhov kev ncig ntawm cov pob zeb me me, cuam tshuam rau cov pob zeb me me, thiab hloov me ntsis qhov kev ncig ntawm lwm lub ntiaj teb.
Ib qho piv txwv zoo ntawm qhov cuam tshuam ntawm perturbations yog qhov kev hloov pauv ntawm Mercury lub perihelion (qhov chaw uas Mercury nyob ze tshaj plaws rau lub Hnub). Feem ntau ntawm qhov kev hloov pauv tuaj yeem piav qhia los ntawm kev cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm lwm lub ntiaj teb, txawm hais tias muaj qhov cuam tshuam me me uas tau piav qhia tom qab los ntawm Einstein txoj kev xav dav dav ntawm kev sib piv . Qhov no qhia tau hais tias kom nkag siab txog kev txav mus los ntawm lub ntiajteb txawj nqus kom meej, peb yuav tsum suav nrog kev sib cuam tshuam ntawm cov ntiajteb txawj nqus nrog rau kev kawm tob dua ntawm lub ntiajteb txawj nqus.
Orbital resonance: lub "rhythm" ntawm interplanetary gravity
Qhov kev sib hloov ntawm lub cev tshwm sim thaum lub sijhawm sib hloov ntawm ob yam khoom tsim ib qho piv ntawm tus lej tag nrho, xws li 2: 1 lossis 3: 2. Nyob rau hauv cov xwm txheej no, kev rub rov qab ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm tib theem tuaj yeem ua rau qhov cuam tshuam ntawm kev cuam tshuam loj dua, zoo li kev thawb me me rov qab ua dua ntawm lub sijhawm zoo.
Resonance tuaj yeem tsim ob yam uas zoo li tsis sib xws:
- Kev tswj lub voj voog kom ruaj khov. Qee qhov kev sib txuas ua rau muaj kev txiav txim, ua rau cov khoom me me nyob ntawm lawv txoj kev.
– Ua rau lub voj voog tsis ruaj khov. Qee qhov kev sib txuas ua rau lub voj voog eccentricity ntau ntxiv, ua rau cov khoom raug "pov tawm" lossis sib tsoo.
Hauv lub asteroid belt, muaj "Kirkwood gaps," qhov sib txawv hauv qhov faib ntawm asteroid uas tshwm sim los ntawm resonances nrog Jupiter. Asteroids nyob rau hauv ib qho resonance range ntsib kev cuam tshuam tsis tu ncua uas hloov lawv lub orbits, thaum kawg ua rau lawv raug tshem tawm ntawm thaj chaw. Qhov no yog ib qho piv txwv meej ntawm yuav ua li cas gravitational sib cuam tshuam ntawm cov ntiaj teb "sculpt" lub cev ntawm Lub Hnub Ci.
Kev sib pauv zog thiab lub zog ntawm lub kaum sab xis
Hauv ib lub cev uas muaj ntau lub cev (lub Hnub thiab cov ntiaj teb), tag nrho lub zog thiab lub zog ntawm lub kaum sab xis feem ntau raug khaws cia, tab sis kev sib pauv tuaj yeem tshwm sim ntawm cov tswv cuab ntawm lub cev. Cov ntiaj teb tuaj yeem "sib pauv" lub zog ntawm lub kaum sab xis nrog ib leeg los ntawm kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntev, ua rau muaj kev hloov pauv me me hauv cov ntsiab lus orbital xws li:
- Eccentricity (orbital ovality)
- Inclination (kev sib hloov ntawm lub orbit)
- Kab Apsis (kev taw qhia ntawm txoj kab ntev ntawm lub orbit)
- Kab node (orbital dav hlau orientation)
Cov kev hloov no feem ntau qeeb heev, tab sis ntawm qhov ntsuas astronomical lawv tuaj yeem tseem ceeb. Yog vim li cas kev simulation ntawm Solar System dynamics feem ntau ua los kawm txog kev ruaj khov ntawm cov ntiaj chaw orbits dhau billions xyoo.
Lub luag haujlwm ntawm cov ntiaj teb loj: Jupiter thiab Saturn ua "architects"
Jupiter thiab Saturn muaj cov pawg loj heev, yog li ntawd lawv lub zog rub mus deb heev. Lawv ua ob lub luag haujlwm: ntawm ib sab tes, lawv tuaj yeem tiv thaiv lub Hnub Ci sab hauv los ntawm kev cuam tshuam cov kev taw qhia ntawm cov pob zeb me me, tiv thaiv lawv kom tsis txhob nkag mus rau hauv lub cev sab hauv. Ntawm qhov tod tes, lawv kuj tuaj yeem xa qee yam khoom mus rau hauv los ntawm kev hloov pauv maj mam, uas tej zaum yuav ua rau muaj kev hem thawj rau cov ntiaj teb pob zeb zoo li Lub Ntiaj Teb.
Cov qauv ntawm kev tsim ntawm Lub Hnub Ci kuj qhia tias kev tsiv teb tsaws chaw thaum ntxov ntawm cov ntiaj chaw loj loj tuaj yeem ua rau muaj qhov chaw ntawm cov khoom me me, txav cov khoom mus los, thiab pab piav qhia vim li cas lub asteroid siv muaj qhov hnyav me dua li qhov xav tau yog tias nws tau tsim "ntsiag to" yam tsis muaj kev cuam tshuam.
Kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus thiab dej ntws
Txawm hais tias lub ntsiab lus yog "interplanetary," cov teebmeem tidal yog ib hom tseem ceeb ntawm kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus uas feem ntau tshwm sim hauv cov txheej txheem ntawm lub ntiaj teb thiab lub hli thiab kuj nyob rau hauv cov ntiaj teb ze ntawm lawv cov hnub qub. Cov dej ntws tshwm sim vim tias lub zog gravitational muaj zog dua ntawm sab ntawm ib yam khoom ze rau qhov chaw ntawm lub ntiajteb txawj nqus, ua rau ncab.
Nyob rau ntawm lub ntiaj teb nplai, cov dej ntws tuaj yeem:
- Hloov qhov kev tig (ua kom qeeb lossis xauv qhov kev tig, xws li Lub Hli raug xauv rau lub ntiaj teb).
- Tsim cov cua sov sab hauv (piv txwv li: Io, lub hli Jupiter, muaj zog heev vim yog lub zog tidal).
- Maj mam hloov qhov deb ntawm lub ntiaj teb (piv txwv li, lub hli txav deb ntawm lub ntiaj teb ob peb centimeters hauv ib xyoos).
Cov dej ntws ncaj qha ntawm cov ntiaj teb feem ntau me me vim tias qhov deb ntawm cov ntiaj teb loj heev, tab sis cov ntsiab cai ntawm lub cev tib yam qhia tau tias lub ntiajteb txawj nqus tuaj yeem hloov pauv lub cev ntawm lub cev saum ntuj ceeb tsheej, tsis yog lawv txoj kev taug kev xwb.
Kev cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus thiab kev tshawb pom ntawm lub ntiajteb
Keeb kwm ntawm kev kawm txog hnub qub qhia tau hais tias kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm cov ntiaj teb tuaj yeem yog ib qho cuab yeej "tshawb nrhiav" muaj zog heev. Lub ntiajteb txawj nqus Neptune tau raug tshawb pom hauv xyoo pua 19th vim tias Uranus txoj kev ncig tau pom qhov tsis sib xws uas cov ntiajteb txawj nqus paub tsis tuaj yeem piav qhia. Cov kws tshawb fawb tom qab ntawd tau kwv yees tias muaj lub ntiajteb txawj nqus tshiab raws li cov kev cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus no - thiab Neptune tau pom nyob ze nws qhov chaw kwv yees. Qhov no yog ib qho ntawm kev yeej loj ntawm kev kho tshuab saum ntuj ceeb tsheej.
Nyob rau lub caij niaj hnub no, cov txheej txheem zoo sib xws no tau siv rau hauv kev tshawb nrhiav exoplanet. Kev hloov pauv ntawm lub sijhawm hloov pauv (TTV) ntawm lub ntiaj teb uas dhau mus rau pem hauv ntej ntawm nws lub hnub qub tuaj yeem qhia tau tias muaj lwm lub ntiaj teb ua rau muaj kev cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus. Yog li, kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus tsis yog tsuas yog tswj hwm Lub Hnub Ci xwb tab sis kuj muab txoj hauv kev rau kev tshawb pom lwm lub ntiaj teb.
Kev ruaj khov ntawm lub hnub ci: ib txwm muaj, tab sis tsis yog khov kho kiag li
Ib lo lus nug nthuav yog: Lub Hnub Ci ruaj khov npaum li cas? Feem ntau, cov qauv hauv qab yog ruaj khov heev, tab sis muaj ib qho ntawm "kev tsis meej pem" hauv ntau lub cev dynamics. Kev tsis meej pem ntawm no tsis txhais tau tias tsis muaj kev cai lij choj, tab sis nws yog qhov rhiab heev rau cov xwm txheej pib. Kev hloov pauv me me hauv qhov chaw pib tuaj yeem ua rau kev kwv yees deb heev rau yav tom ntej nyuaj.
Nyob rau lub sijhawm ntau lab xyoo, qhov chaw ntawm cov ntiaj teb tseem tuaj yeem kwv yees tau zoo. Txawm li cas los xij, dhau sijhawm, ntau pua lab mus rau billions xyoo, kev tsis paub meej nce ntxiv. Txawm li cas los xij, raws li peb paub, qhov tshwm sim ntawm Lub Hnub Ci yuav dhau los ua "kev tsis sib haum xeeb tag nrho" yav tom ntej yog me me heev. Kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ua haujlwm ua lub hauv paus tseem ceeb: qee zaum ruaj khov, qee zaum tsim kev hloov pauv me me, tab sis feem ntau ua rau lub cev ruaj khov heev.
Kev kaw
Qhov kev sib cuam tshuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm cov ntiaj teb yog lub hauv paus ntawm lub zog ntawm Lub Hnub Ci. Lawv piav qhia vim li cas lub voj voog tsis ruaj khov zoo, yuav ua li cas resonances tsim cov qauv zoo li qhov sib txawv hauv lub asteroid siv, yuav ua li cas cov ntiaj teb loj cuam tshuam rau cov khoom me me, thiab yuav ua li cas kev tshawb pom lub ntiaj teb tuaj yeem raug coj los ntawm kev cuam tshuam orbital. Lub zog nqus tsis yog tsuas yog "rub," tab sis yog ib qho txheej txheem txuas ntxiv uas tswj hwm lub suab nrov ntawm lub ntiaj teb. Kev nkag siab txog cov kev sib cuam tshuam no pab peb nyeem keeb kwm ntawm Lub Hnub Ci, kwv yees qhov kev txav mus los ntawm cov cev saum ntuj ceeb tsheej, thiab txawm tias nrhiav pom cov ntiaj teb hauv lwm lub hnub qub. Hauv qhov kev rub ntsiag to tab sis tas li no, Lub Hnub Ci tswj hwm nws qhov kev txiav txim - qhov sib npaug zoo kawg nkaus.
