Bisakah Anda menjelaskan pola ukuran bola Sphere dari objek tata surya?

Saya menemukan gambar ini pada perhitungan bola Hill untuk planet / planet kerdil dari tata surya.

masukkan deskripsi gambar di sini Dari http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hill_sphere_of_the_planets.png

Saya merasa menarik bahwa variasi bola Hill adalah intuitif untuk lima planet pertama, karena variasinya mirip dengan variasi massa / jari-jari planet-planet itu. Merkurius memiliki bola Bukit terkecil, Venus / Bumi / Mars sangat mirip, dan lompatan raksasa dari Mars ke Jupiter.

Tapi, Saturnus memiliki bola Hill lebih besar dari Jupiter, bahkan lebih kecil dari Jupiter. dan anomali ini berlanjut ke Uranus dan Neptunus: Mereka memiliki bola Hill yang semakin besar.

Dan bidang Bukit Pluto dan Eris cukup besar dari Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

Ini cukup mengejutkan bagi saya. Bisakah seseorang menjelaskan mengapa ini — karena tidak ada kata yang lebih baik — ada anomali ?

orbit gravity natural-satellites sampathsris
sumber

Jawaban:

Bukit bola adalah wilayah ruang di sekitar satelit di mana satelit memenangkan tarik-menarik perang dengan yang utama.

Jika massa objek utama adalah , massa satelit adalah , sumbu satelit semi-mayor adalah , dan eksentrisitas orbit satelit adalah , maka jari-jari dari bola Hill untuk satelit diberikan oleh : $M$ $m$ $a$ $e$ $r$

r \approx Sebuah (1 - e) \sqrt[3]{\frac{m}{3 M.}}

$r \approx a (1-e) \sqrt[3]{\frac{m}{3 M}}$

Perhatikan bahwa rumus ini tidak memperhitungkan objek lain di sekitarnya.

Anomali yang ditunjukkan dalam pertanyaan bukanlah benar - benar anomali. Faktor yang berkontribusi untuk nilai kejutan adalah sumbu semi-utama dari planet ( ). $a$

Ambil Jupiter dan Saturnus sebagai contoh: Saturnus hanya memiliki sekitar massa Jupiter, dan jika dua raksasa gas itu memiliki sumbu semi mayor yang sama, pengurangan massa ini akan membuat Bukit Saturnus berputar sekitar dibandingkan dengan Jupiter . Tetapi Saturnus sekitar lebih jauh dari Matahari daripada Jupiter. Ini hanya cukup untuk membuat bola Bukit Saturnus sedikit lebih besar dari Jupiter. $30\%$ $68\%$ $84\%$

Berpikir sepanjang garis yang sama, kita juga dapat menjelaskan mengapa Uranus, Neptunus, Pluto, dan Eris secara mengejutkan memiliki bola Hill yang besar.

sampathsris
sumber

Definisi bola Hill adalah wilayah di mana gravitasi objek yang diberikan dominan. Di area ini gravitasi objek menarik lebih kuat dari yang lain; dan semuanya digabungkan.

Persaingan utama untuk sebuah planet adalah matahari. Semakin jauh Anda dapatkan dari matahari maka semakin lemah gravitasinya. Ini berarti lebih mudah bagi gravitasi Neptunus untuk melebihi matahari daripada gravitasi Jupiter. Dan kebetulan massa benar bahwa Neptunus memiliki bola Bukit yang lebih besar.

Jika Anda terjebak Jupiter lebih jauh di tata surya, maka bola Bukitnya akan meningkat sebagai hasilnya.

zibadawa timmy
sumber

Hanya untuk memperjelas: Jawaban Anda adalah karena planet-planet itu jauh dari matahari? Milik saya adalah bahwa mereka lebih jauh dari satu sama lain. Keduanya (sejauh yang saya bisa lihat) valid.

HDE 226868

@ HDE226868 Planet-planet lain memang memengaruhi banyak hal, tetapi tidak sebanyak Matahari. Jika sebuah planet memiliki pengaruh yang lebih besar dari matahari maka kita akan mulai mengorbit planet ini. Tetapi planet-planet tidak melakukan itu. Tapi mereka akan mempersulit. Orbit yang stabil cenderung berada di dalam bola Hill karena tekanan radiasi dan sumber gravitasi tambahan yang mengganggu orbit yang lebih dekat ke batas.

zibadawa timmy

Tapi bulan-bulan, katakanlah, Neptunus, mengorbit Neptunus, dan bukan Matahari.

HDE 226868

@ HDE226868 Ya, karena mereka berada di Neptunus Hill sphere, yang mana Neptunus mendominasi secara gravitasi. Bulan-bulan itu memiliki bola Hill mereka sendiri, dan kompetisi utama mereka adalah Neptunus (atau benda apa pun yang mereka orbit).

zibadawa timmy

Dan maksud saya adalah alasan mengapa bola Bukit Neptunus begitu besar adalah karena tidak ada pesaing utama lain untuk Neptunus. Faktanya, jika Anda ingin masuk ke Hill-sphere-sception, kita tidak boleh membandingkan pengaruh Matahari dengan planet-planet, karena Sun's Hill Sphere (relatif terhadap bintang-bintang lain) adalah keseluruhan tata surya.

HDE 226868

Saya kira tidak ada kebetulan antara Anda menemukan pertanyaan saya tentang orbit geostasioner dan Anda menanyakan pertanyaan ini tentang Bukit Spheres? :-)

Grafik yang Anda temukan tampaknya kontra-intuitif pada awalnya. Tetapi pertimbangkan grafik ini:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/timeline/5fb1322f537f8a55d85170976c150191.png masukkan deskripsi gambar di sini

(Saya berharap bisa menambahkannya di sini, tetapi saya tidak bisa menambahkannya sebagai gambar, hanya sebagai tautan).

Ada pola lain, dan ini berkaitan dengan jarak dari Matahari, dan dari benda-benda di dekatnya. Ketika Anda pergi ke tata surya luar, planet-planet mulai terpisah lebih jauh. Misalnya, Uranus dua kali lebih jauh dari Saturnus, dipisahkan oleh 10 AU pada jarak terdekatnya, dan Neptunus, pada posisi terdekat dengan Neptunus, 10 AU jauhnya. Itu berarti bahwa setiap planet dipisahkan oleh margin besar dari planet-planet lain, dan Uranus dan Neptunus hampir tidak memiliki apa pun untuk bersaing dengan di tata surya luar, karena mereka begitu jauh dari benda besar lain yang dapat mengambil alih (yaitu Jupiter dan / atau Saturnus).

Pluto, Ceres, dan Eris adalah kasus yang menarik. Sejauh yang saya tahu, mereka memiliki bola Hill besar karena mereka adalah yang terbesar dari kumpulan benda-benda serupa. Ceres mendominasi sabuk asteroid, dan Pluto sangat besar sehingga dulunya (di masa sekarang tampak seperti zaman kuno) dianggap sebagai planet. Eris juga cukup besar.

Satu-satunya anomali di sini adalah, sebenarnya, Pluto - dan itu hanya untuk waktu yang relatif singkat. Ia datang lebih dekat ke arah Matahari daripada Neptunus untuk sebagian dari orbitnya, yang tampaknya mengindikasikan bahwa Neptunus memperpendek bola Bukit Pluto, tetapi dalam kenyataannya, keduanya jarang berada di dekat tempat orbitnya berpotongan pada waktu yang sama.

HDE 226868
sumber