Таъсири қувваи ҷозибаи Офтоб ба сайёраҳо
Ҷозибаи Офтоб "риштаи ноаён" аст, ки системаи офтобиро дар тартиб нигоҳ медорад. Агар қувваи ҷозибаи Офтоб намебуд, сайёраҳо дар мадори худ устувор намегаштанд, балки бо суръати аввалаи худ ҳаракат мекарданд ва ба фазои байниситоравӣ партофта мешуданд. Аммо таъсири ҷозибаи Офтоб на танҳо дар бораи "нигоҳ доштани" сайёраҳо дар як ҷо аст; он мадори онҳоро шакл медиҳад, суръати онҳоро муайян мекунад, ба ҳарорат тавассути масофа таъсир мерасонад, бо ҷозибаи дигар сайёраҳо ҳамкорӣ мекунад ва ҳатто таъсири нозуке ба монанди прецессияи мадорро ба вуҷуд меорад. Ин мақола меомӯзад, ки чӣ гуна ҷозибаи Офтоб кор мекунад ва чӣ гуна он ба рафтори сайёраҳо дар системаи офтобӣ таъсир мерасонад.
1. Қувваи ҷозиба ҳамчун контроллери асосии системаи офтобӣ
Ба таври оддӣ, ҷозиба қувваи ҷозиба байни ду масса аст. Офтоб тақрибан 99,86% массаи умумии системаи офтобиро дар бар мегирад, ки таъсири ҷозибаи онро бартарӣ медиҳад. Аз сабаби массаи бузурги худ, Офтоб як "чоҳи ҷозиба"-и амиқро ба вуҷуд меорад, ки боиси он мегардад, ки ашёи атрофи он - сайёраҳо, астероидҳо ва ситораҳои думдор - дар атрофи он давр зананд.
Сайёраҳо мустақиман ба Офтоб намеафтанд, зеро онҳо инчунин суръати назарраси тангенсиалӣ (суръати паҳлӯӣ) доранд. Натиҷа ҳаракати мадор аст: сайёраҳо аз сабаби ҷозиба пайваста ба сӯи Офтоб "меафтанд", аммо ҳамзамон "ба паҳлӯ" ҳаракат мекунанд, то ки масирҳои онҳо каҷ шаванд ва мадорҳои пӯшидаро ташкил диҳанд (одатан ба эллипс наздик).
2. Шакли мадорро муайян кунед: эллипс, эксцентриситет ва масофаи миёна
Мувофиқи қонунҳои Кеплер, мадори сайёра одатан эллипсӣ аст ва дар як фокус Офтоб ҷойгир аст. Ин шакли эллипсӣ аз рӯи тавозуни байни энергияи кинетикии сайёра ва энергияи ҷозибаи он дар системаи Офтоб-сайёра муайян карда мешавад.
Дараҷаи "байзавии" мадор эксцентриситет номида мешавад. Агар эксцентриситет ба сифр наздик бошад, мадор қариб даврашакл аст (масалан, Зӯҳра). Агар он калонтар бошад, мадор эллиптикӣтар аст (масалан, Уторид, ки хеле эксцентриситетӣ аст). Ҷозибаи Офтоб омили асосии ташаккули ин мадорҳо мебошад, аммо таъсири мутақобилаи ҷозиба байни сайёраҳо низ метавонад дар тӯли муддати хеле тӯлонӣ эксцентриситетро оҳиста тағйир диҳад.
Масофаи сайёра аз Офтоб низ бисёр чизҳоро муайян мекунад: аз ҳарорати миёнаи сатҳи он то давраи гардиши он. Сайёраҳои наздиктар ба монанди Уторид ва Зӯҳра нисбат ба сайёраҳои дуртар ба монанди Уран ва Нептун қувваи ҷозибаи қавитарро эҳсос мекунанд.
3. Суръати сайёраро танзим кунед: ҳар қадар наздиктар бошад, ҳамон қадар тезтар
Яке аз таъсири осонтарини фаҳмиши ҷозибаи Офтоб тағйирёбии суръати мадор аст. Сайёраҳои наздик ба Офтоб тезтар ҳаракат мекунанд. Ин мувофиқи қонуни дуюми Кеплер аст: сайёраҳо дар вақти баробар масоҳатҳои баробарро тай мекунанд, аз ин рӯ, вақте ки сайёра ба Офтоб наздик аст (перигелий), суръати он меафзояд; вақте ки он дуртар аст (афелий), суръати он кам мешавад.
Масалан, Меркурий дар атрофи Офтоб ҳамагӣ тақрибан 88 рӯзи Заминӣ давр мезанад, дар ҳоле ки Нептун барои анҷом додани як мадори худ тақрибан 165 соли Заминӣ вақт мегирад. Ин фарқияти ҷиддие аз он сабаб ба вуҷуд меояд, ки кашиши ҷозибаи сайёра аз масофаи он вобаста аст: ҳар қадар дуртар бошад, кашиш ҳамон қадар заифтар аст ва аз ин рӯ, суръати мадори устувор барои муқобила бо ҷозиба лозим аст.
4. Муайян кардани давраи гардиш: робитаи байни масофа ва вақт
Қонуни сеюми Кеплер мегӯяд, ки квадрати давраи гардиши сайёра ба куби масофаи миёнаи он аз Офтоб мутаносиб аст. Аз нигоҳи мафҳумӣ, ҳар қадар сайёра аз Офтоб дуртар бошад, масофаи мадори он ҳамон қадар калонтар ва кашиши ҷозибаи он заифтар аст, ки масири онро каҷ мекунад ва анҷом додани як мадори онро вақти бештар мегирад.
Ин таъсир дар миқёси системаи офтобӣ ба таври возеҳ намоён аст: сайёраҳои дохилӣ «солҳои кӯтоҳ» доранд, дар ҳоле ки сайёраҳои берунӣ «солҳои дароз» доранд. Ин на танҳо аз сабаби масофаи дуртари мадори онҳо, балки аз сабаби суръати сусттари мадори онҳо аз сабаби кашиши ҷозибаи онҳо низ ба амал меояд.
5. Устувории мадор ва «рақси» ҷозиба бо сайёраҳои дигар
Гарчанде ки қувваи ҷозибаи Офтоб бартарӣ дорад, сайёраҳо низ якдигарро ҷалб мекунанд. Ин таъсири мутақобила тағйироти мадориро ба вуҷуд меорад, ки метавонанд майли мадор, эксцентриситет ва мавқеъро бо мурури замон тағйир диҳанд. Бо вуҷуди ин, Офтоб лангари асосӣ боқӣ мемонад, ки системаро аз вайроншавӣ бозмедорад.
Мисоли классикии таъсири ҷозибаи якҷояи Офтоб ва дигар сайёраҳо резонанси мадорист. Масалан, баъзе астероидҳо дар "фосилаҳо"-и мушаххас дар камарбанди астероидҳо аз сабаби резонанс бо Муштарӣ ҷойгиранд. Дар ин минтақаҳо, кашиши даврии Муштарӣ - дар заминаи системаи зери таъсири Офтоб - метавонад мадори астероидро халалдор кунад ва боиси ноустувор шудани он ва тела додани он ба мадори дигар гардад.
Ба ибораи дигар, қувваи ҷозибаи Офтоб марҳилаи марказиро ташкил медиҳад, дар ҳоле ки сайёраҳои асосӣ, бахусус Муштарӣ ва Зуҳал, ба "актёрҳо"-и иловагӣ табдил меёбанд, ки ба динамика таъсир мерасонанд.
6. Камшавӣ ва ҷараён ва таъсири ғайримустақим
Ҷозибаи Офтоб низ боиси пайдоиши қувваҳои мадд мегардад. Дар Замин, қавитарин мадди уқёнус аз ҷозибаи Моҳ ба вуҷуд меояд, аммо Офтоб низ саҳми назаррас мегузорад. Вақте ки Офтоб, Моҳ ва Замин қариб дар як саф қарор доранд (моҳи нав ё пурра), мадд ба ҳадди аксар мерасад (мадди баҳорӣ). Вақте ки онҳо кунҷи ростро ташкил медиҳанд (чоряки якум ё сеюм), мадд хурдтар мешавад (мадди наздик).
Дар сайёраҳои дигар, таъсири мадди Офтоб метавонад ба гармшавии дохилӣ мусоидат кунад, агар объект наздик бошад ва мадори он эксцентрикӣ бошад. Дар ҳоле ки мисолҳои пурқувваттарини гармшавии мадди Офтоб одатан бо таъсири мутақобила бо сайёраҳои азим (масалан, Io бо Муштарӣ) алоқаманданд, принсипи физикӣ ҳамон тавр боқӣ мемонад: фарқиятҳо дар кашиши ҷозиба дар қисмҳои объект кашиш, соиш ва гармиро ба вуҷуд меоранд.
7. Прецессияи мадор: тағйири сусти самти эллипс
Мадори сайёраҳо эллипсҳои "муқаррарӣ" нестанд. Самти меҳвари дарозии эллипс оҳиста-оҳиста чарх мезанад, ки ин падида прецессия номида мешавад. Ин прецессия аз ҳисоби омезиши омилҳо ба амал меояд: тағйироти ҷозиба аз дигар сайёраҳо ва таъсири назарияи нисбии умумӣ, ки ба таври намоён ба Меркурий аст.
Барои Уторид, прецессияи перигелии он яке аз муҳимтарин далелҳои назарияи нисбии умумии Эйнштейн мебошад. Бо вуҷуди ин, фаҳмидани он муҳим аст, ки решаи ин падида то ҳол бо он алоқаманд аст, ки Офтоб маркази бузурги ҷозиба аст ва геометрияи мадориро ба вуҷуд меорад, ки ба тағйироти хурд хеле ҳассос аст.
8. Нигоҳ доштани сайёраҳо дар ҳаракат: маҳдудиятҳои таъсири Офтоб
Аз ҷиҳати ҷозиба, Офтоб минтақаи ҳукмронӣ дорад, ки онро "доираи таъсир" ё ба таври васеътар, сарҳади устувории ҷозиба нисбат ба халалдоркуниҳои беруна меноманд. Дар дохили ин минтақа, объектҳо нисбат ба дигар ситораҳо бештар ба Офтоб пайванданд. Аз ин рӯ, ситораҳои думдор, ки дар умқи абри Оорт ҷойгиранд, новобаста аз масофаи дурашон, то ҳол қисми системаи офтобӣ ҳисобида мешаванд.
Аммо дар ҳудуди берунӣ, кашиши ҷозибаи дигар ситорагон ва нооромиҳои галактикӣ метавонанд мадори кометаҳоро халалдор кунанд ва онро ба системаи дохилии офтобӣ ё ҳатто ба берун партоянд. Ин нишон медиҳад, ки ҷозибаи Офтоб, гарчанде ки дар миқёси сайёра пурқувват аст, дар масофаҳои хеле дур маҳдудиятҳо дорад.
9. Таъсир ба иқлим ва шароити физикии сайёра тавассути масофа
Қувваи ҷозибаи Офтоб на танҳо "ҳаракатро танзим мекунад", балки ба таври ғайримустақим ба шароити сайёраҳо тавассути танзими масофаи мадор таъсир мерасонад. Масофа шиддати рӯшноӣ ва энергияеро, ки сайёра мегирад, муайян мекунад. Минтақаи қобили зист аксар вақт дар ин замина баррасӣ мешавад, яъне диапазоне, ки дар он оби моеъ метавонад дар сатҳи сайёра устувор бошад (бо назардошти атмосфераи мувофиқ).
Ба ибораи дигар, азбаски қувваи ҷозибаи Офтоб мадори Заминро муайян мекунад (ва мадор масофаи миёнаро муайян мекунад), қувваи ҷозиба дар эҳтимолияти доштани шароити мувофиқ барои ҳаёт дар сайёра нақш мебозад.
Хулоса
Таъсири ҷозибаи Офтоб ба сайёраҳо асосӣ ва фарогир аст. Он сайёраҳоро дар ҷои худ нигоҳ медорад, шакл ва устувории мадори онҳоро муайян мекунад, суръат ва давраи гардиши онҳоро танзим мекунад ва бо ҷозибаи сайёраҳои дигар ҳамкорӣ карда, тағйироти мадор, резонансҳо ва прецессияро ба вуҷуд меорад. Ҳатто падидаҳое, ки дар Замин эҳсос мешаванд, ба монанди мадд, Офтобро дар бар мегиранд. Дар ниҳоят, ҷозибаи Офтоб на танҳо қувваи ҷозиба аст; он сохтори ибтидоӣ аст, ки "меъмории" системаи офтобиро ташаккул медиҳад ва ба сайёраҳо имкон медиҳад, ки дар тӯли миллиардҳо сол як тартиби мунтазами ҳаракатро риоя кунанд.
