Tähtitiede

Värähtely aurinkokunnan kallistuksessa

Värähtely aurinkokunnan kallistuksessa

Tiedän, että aurinkokunta on kallistettu 62,6 ° galaksin tasoon. Olen utelias, muuttuuko tämä kulma ajan myötä, ja mikä on tällaisten värähtelyjen laajuus ja aikakehys, jos niitä on olemassa?

Harkittuaan oletan, että koska tällainen värähtely edellyttäisi muutosta koko aurinkokunnan kokonaiskulmamomentissa, mikä edellyttäisi jokaisen planeetan, kääpiö planeetan, SSSB: n jne. Kiertoradan kollektiivista uudelleen suuntaamista. Aurinkoon liittyvä, että on epätodennäköistä, että sellaista mekanismia olisi olemassa?


Galaktian vuorovesi johtaa todella leveiden binaarien tason värähtelyyn. Tämän värähtelyn mekanismi on identtinen Kozai-Lidov-mekanismin kanssa (ainoa ero on, että KL-värähtelyjen tapauksessa vuorovesikenttä syntyy tertiäärisen tähtitoverin keskimääräisestä kiertoradasta).

Kuitenkin, jos suoritat numerot, näiden värähtelyjen aikataulu on erittäin pitkä mille tahansa planeetalle (unohdan kuinka kauan tarkalleen, mutta paljon pidempi kuin maailmankaikkeuden ikä). Se on jonkin verran lyhyempi Oort-pilvessä olevien komeettojen kohdalla, vain muutama miljardi vuotta, koska niiden kiertoradat ovat paljon suurempia, ja siten heillä olisi taipumus kokea suurempi suurempi vuorovesi.


Planeetojen kallistuminen

Kaikki planeetat kärsivät aurinkokunnan ja läheisten planeettojen painovoimien mielihaluista. Planeetat ovat "tukossa" avaruuden aika-ulotteisessa kudoksessa, kuten valtavan trampoliinin pinnalla, jota planeettojen, Auringon ja tähtien painovoima on muuttanut. Tämä pysyvä muodonmuutos tai aika-ajan kaarevuus luo kaoottiset painovoimat. Jos voisimme tarkastella aurinkokuntaa ulkopuolelta, kaukana Maan pohjoisnavan yläpuolelta, näisimme planeettojen kiertävän aurinkoa vastakkaiseen suuntaan myötäpäivään.
Meidän on huomattava, että planeettojen levynkierto on huomattavan tasainen, vain Merkuruksella on kalteva kiertorata suhteessa toiseen. Mutta sinun ei pitäisi huomata, että planeetat pyörivät itsessään. Kukin planeetta pyörii eri pyörimisakselin ympäri. Aksiaalinen kallistuma tai vino on kulma planeetan pyörimisakselin välillä ja kohtisuorassa sen kiertorataan nähden. Planeetat liukuvat majesteettisesti kiertoradalla Auringon ympärillä, jättäen jälkiä johtavista painovoimarajoitteista. Kiertorata on kuitenkin polku, jota seuraa planeetta reagoimaan useiden taivaankappaleiden, erityisesti Auringon, painovoiman rajoituksiin. Aurinkokunnassa kaikki esineet, planeetat, asteroidit ja komeetat liikkuvat samaan suuntaan auringon ympäri. Mikään kiertorata ei kuitenkaan ole täysin pyöreä tai täysin tasainen eli samalla tasolla keskikohteen päiväntasaajan ympärillä. Jos planeettojen kiertoradoilla on hyvin alhaiset kaltevuudet ekliptikan tasoon nähden, niin paljon vähemmän massiivisilla kappaleilla kuin Pluto, Eris, asteroidit tai komeetat, on kiertyneet kiertoradat tasolle.
Kiertoradoilla on antiikin Kreikan periheliot (ympärillä, lähellä) ja hêliot (aurinko). Tämä on lähin kohta aurinko planeetan tai taivaankappaleen kiertoradalla. ja antiikin Kreikan Apo (alla) ja hêlios (aurinko). Tämä on kauimpana oleva piste Auringosta planeetan tai taivaankappaleen kiertoradalle. siksi epäkeskeisyys Epäkeskisyys (e) on ero niiden kahden etäisyyden välillä, jotka ovat aphelion ja perihelion. maapallon epäkeskisyys on 0,01761022. ja kaltevuus Taivaanmekaniikassa planeetan kaltevuus (i) on sen kiertoradan ja ekliptikan tason kiertokulma, ts. maan kiertoradan taso. , nouseva solmun kiertosolmu on kiertoradan ja vertailutason leikkauspiste. solmun nouseva on kiertoradan piste, jossa esine ylittää tason alhaalta ylöspäin (etelästä pohjoiseen). , kevään kohta Taivaanpallossa päiväntasaaja ja ekliptika leikkaavat. Auringon näennäinen liike ylittää nämä kaksi pistettä, joita kutsutaan laskevaksi solmuksi ja nousevaksi solmuksi. Kun aurinko kulkee päiväntasaajan yli, se ylittää keväällä olevan päiväntasauksen. Nouseva solmu ylitetään 20. ja 22. maaliskuuta välillä, kun taas piste siirtyy 20. ja 22. syyskuuta välillä. ja periheelion argumentti Taivaallisessa mekaniikassa periheelion argumentti on kiertoradan ominaisuus. Perihelionin argumentti (ω) kuvaa nousevan solmun suunnan ja perihelionin välistä kulmaa. Se mitataan kiertoradan tasossa ja kehon liikesuunnassa. .
Planeettojen kiertoradat ovat suunnilleen samalla tasolla. Kiertoradan tasoa kutsutaan ekliptikaksi, jota kutsumme ekliptiseksi suureksi taivaanpallon ympyräksi, jonka aurinko kulkee ilmeisessä liikkeessään maan ympäri. Kuvailee maata auringon ympäri, kiertorataa, jonka taso tekee kulman 23 ° 27 & # 39 taivaantasaajan kanssa (päiväntasaajan projektio). Aurinko näyttää liikkuvan ja selaavan kahdentoista eläinradan merkkiä: Oinas, Härkä, Kaksoset, Syöpä, Leijona, Neitsyt, Vaaka, Skorpioni, Jousimies, Kauris, Vesimies, Kalat. .
Kaikilla planeetoilla on kiertoradat, jotka kaikki ovat suunnilleen samassa tasossa, jota kutsutaan ekliptikaksi, mutta joilla ei ole samaa kaltevuutta. Tämä pyörimisakseli ei ole koskaan kohtisuorassa planeetan kiertotasoon nähden, mutta kulmaan kallistunut vaihtelee planeettojen mukaan (katso kuvaa vastaan). Maan tapauksessa tämä kulma oli 1. tammikuuta 2013 - 23 ° 26 & # 3915, 32 & quot. Maan akselin kaltevuus menettää päivittäin noin 0,4668 & quot vuodessa.

Tämä kaltevuus planeetan kiertoradalla liikkumisen aikana aiheuttaa vuodenajat. Toisin kuin kaikki muut aurinkokunnan planeetat, Uranus on voimakkaasti kallistunut akselilleen, joka on melkein yhdensuuntainen sen kiertoradatason (97,77 °) kanssa, se antaa vaikutelman ratsastamisesta kiertoradan kiskolla vuorotellen paljastamalla pohjoisnavansa ja etelänavan Auringon. Venuksen pyöriminen on taaksepäin, sen akselin kallistuma on yli 90 °. Voisimme sanoa, että sen akseli on kallistettu & quot-2.64 ° & quot; (katso kuvaa vastaan). Venuksen pyörimissuunnan kääntämisestä on olemassa useita teorioita. Venuksen paksu ilmapiiri voi hidastaa sitä pyöreällä auringon ympäri jarruna, joka pyörii vastakkaiseen suuntaan.

huomautus: Kiertoaika viittaa aikaan, jonka aster (tähti, planeetta, asteroidi) vie itselleen. Maan pyöriminen on 86400 sekuntia. Toinen on 9 192 631 770 säteilyjakson kesto, joka vastaa siirtymistä cesium 133 -atomin perustilan kahden hyperhienon tason välillä (määritelmä kansainvälisen yksikköjärjestelmän mukaan).

Kuva: Kaikki planeettojen liikkeet ovat epäsäännöllisiä ja vaihtelevat ajan myötä, monet kosmiset ja paikalliset tapahtumat voivat muuttaa pyörimisakseliaan. Maa liikkuu kuin huippu kiertoradallaan. Akselin ääripää kuvaa hitaasti vaakatasossa olevaa ympyrää pohjoiseen taivaan napaan nähden, se on precession liike. Kaikki maan liikkeet ovat epäsäännöllisiä ja vaihtelevat ajan myötä, aurinkokunnan esineiden painovoimista johtuvia mikrovariaatioita esiintyy jatkuvasti, jopa paikalliset tapahtumat, kuten maanjäristykset, vaikuttavat sen pyörimiseen.

nota: Maa liikkuu kuin huippu kiertoradallaan. Akselin ääripää kuvaa hitaasti vaakatasossa olevaa ympyrää pohjoiseen taivaan napaan nähden, se on precession liike. Täydellinen precession-jakso kestää 25 765 vuotta, jota kutsutaan suureksi platoniseksi vuodeksi. Tähän lisätään kuun vetovoima ja aurinko häiritsee precession hieman lisäämällä pieniä värähtelyjä 18,6 vuoden jaksolla. Tätä vaikutusta kutsutaan ravinnoksi.


Suurin osa kallistetuilla kiertoradoilla olevista planeetoista kulkee aurinkojensa pylväiden yli

Tähden WASP-79 (kuvassa) kiertävä planeetta kiertää aurinkonsa pylväiden ylä- ja alapuolella.

NASA, ESA ja L.Hustak / STScI

Jaa tämä:

Maapallo on järjestetyllä polulla auringon ympäri ja kiertää melkein samalla tasolla kuin tähtemme päiväntasaaja. Vuonna 2008 tähtitieteilijät alkoivat kuitenkin löytää maailmoja muista aurinkokunnista, jotka purjehtivat kaukana tähtensä päiväntasaajan tasosta.

Nyt yllättävä löytö näistä väärin suuntautuneista maailmoista saattaa lopulta paljastaa alkuperänsä: Suurin osa heistä seuraa polaarisia kiertoratoja (SN: 17.6.2016). Jos maapallolla olisi tällainen kiertorata, menisimme joka vuosi auringon pohjoisnavan yli, sukeltaisimme sen päiväntasaajan tason läpi ja sitten auringon etelänavan alle, ennen kuin palasimme takaisin ylös.

Tähtitieteilijät Simon Albrecht ja Marcus Marcussen Tanskan Århusin yliopistosta ja hänen kollegansa analysoivat 57 planeettaa muissa aurinkokunnissa, joiden tutkijat pystyivät määrittämään todellisen kallistuksen planeetan kiertoradan ja sen tähden ekvatoriaalitason välillä. Kaksi kolmasosaa planeetoista on normaalilla kiertoradalla, kallistettuna korkeintaan 40 astetta, joukkue löysi. Muut 19 planeettaa ovat väärässä suunnassa.

Mutta näiden väärin suunnattujen planeettojen kiertoradat eivät tee mitään vanhaa kulmaa tähtensä päiväntasaajan suhteen. Sen sijaan ne kasaantuvat noin 90 astetta. Itse asiassa kaikki paitsi yksi väärin kohdistuneista planeetoista ovat polaariradoilla, joiden kallistuma on 80-125 astetta, tähtitieteilijät raportoivat 20. toukokuuta verkossa osoitteessa arXiv.org.

Rekisteröidy uusimpaan osoitteesta Tiedeuutiset

Otsikot ja yhteenvedot uusimmista Tiedeuutiset artikkelit, toimitetaan postilaatikkoosi

"Se on hyvin, hyvin outoa", sanoo Amaury Triaud, tähtitieteilijä Birminghamin yliopistosta Englannista, joka on löytänyt useita väärin suunnattuja planeettoja, mutta ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa. "Se on kauniisti toteutettu idea, ja tulos on kiehtovin", hän sanoo. "Se on niin uutta ja niin outoa."

Tulos voi antaa käsityksen näiden planeettojen suurimmasta mysteeristä: kuinka ne syntyivät (SN: 18.10.2013). Tällaiset maailmat olivat järkytys tähtitieteilijöille, koska planeetat muodostuvat pannukakun muotoisten kaasu- ja pölylevyjen sisään, jotka kiertävät tähtensä päiväntasaajan tasoissa. Siten myös planeettojen tulisi olla lähellä heidän päiväntasaajansa tasoa. Esimerkiksi aurinkokunnassamme maapallon kiertorata kallistuu vain 7 astetta päiväntasaajan tasosta, ja jopa Plutolla - jota monet tähtitieteilijät eivät enää kutsu planeetaksi - kiertorata on kallistettu vain 12 astetta tältä tasolta (ja 17 astetta maapallon kiertoradalta). kiertorata).

"Tällä hetkellä emme ole varmoja, mikä on taustalla oleva mekanismi" tai mekanismeja väärin kohdistettujen planeettojen luomiseksi, Albrecht myöntää. Mikä se onkin, sen pitäisi kuitenkin ottaa huomioon vasta löydetty lukuisia kohtisuoria planeettoja, hän sanoo.

Albrecht sanoo, että mahdollinen vihje tulee säännön ainoasta poikkeuksesta: näytteessä oleva väärin kohdistettu planeetta ei polaariradalla. Tämä planeetta sattuu olemaan myös näytteen massiivisin, pakattuna massaan viidestä kahdeksaan Jupiteria. Albrecht sanoo, että se voi olla vain sattumaa - tai se saattaa paljastaa jotain siitä, kuinka muut planeetat kohdistuivat väärin.

Tulevaisuudessa tähtitieteilijät toivovat ymmärtävänsä, kuinka nämä itsevarmat maailmat saivat parittoman kiertoradansa. Kaikki tunnetut väärin suunnatut planeetat kiertävät lähellä tähtiään, mutta onko näissä maailmoissa todennäköisemmin lähellä normaaleja lähellä olevia planeettoja lähellä jättiläisiä planeettoja? Tutkijat eivät vielä tiedä, mutta jos he löytävät tällaisen korrelaation, nuo seuralaiset ovat saattaneet jotenkin heittää nämä outot maailmat omalle planeettojensa polulle.

Kysymyksiä tai kommentteja tästä artikkelista? Lähetä meille sähköpostia osoitteeseen [email protected]

Viitteet

S. Albrecht et ai. Kohtisuorien planeettojen enemmistö. arXiv: 2105.09327. Lähetetty 20. toukokuuta 2021.


Värähtelyt ja aallot

Ruslan P.Ozerov, Anatoli A.Vorobyev, kemikaalien fysiikassa, 2007

2.4.3 Matemaattinen heiluri

Toinen esimerkki harmonisista värähtelyistä on matemaattinen heiluri. Painottomalle, venyttämättömälle ja ihanteellisesti joustavalle langalle ripustettua MP: tä kutsutaan matemaattiseksi heiluriksi. Tarkastellaan heilurin pieniä siirtymiä tasapainotilasta, ts. Ξ ≪ l, missä l on matemaattisen heilurin pituus. Anna heilurin tietyn ajankohdan olla kuvassa 2.9 kuvattu sijainti. Käyttämällä toista Newtonin lakia liikeyhtälö voidaan kirjoittaa muodossa

Kuva 2.9. Matemaattinen heiluri.

Pienellä heilurilla ja # x27s -kulman taipuma (ξ/l ≪ 1), synti aa ja palaava voima F = –(mg/l) ξ voidaan pitää lähes joustavana. Kerroin, joka luonnehtii lähes joustavan voiman "jäykkyyttä" matemaattiselle heilurille, on β = mg/l. Esitetään tämä lauseke lähes joustavan voiman jäykkyydeksi ekvivalenteiksi. (2.4.5) ja (2.4.6), voimme saada lausekkeen matemaattisen heilurin sykliselle taajuudelle ja pienten värähtelyjen jaksolle:

Nämä kaavat ovat voimassa vain pienille siirtymille (ξ ≪ 1), jonka mukaan likiarvo on syntiä aa on myös voimassa. Tämä likimääräinen tasa-arvo toteutetaan, jos kulma a ≪ 1. Joten esimerkiksi osoitteessa a = 5° (a ≈ 0,1 rad) korvaa synnin a mennessä a aiheuttaa 0,2%: n kertaluvun epätarkkuuden. Kulman pienentämisestä a tämä epätarkkuus vähenee nopeasti: at a = 1 °, se saavuttaa merkityksettömän pienen arvon 0,005%. Sen sijaan suuremmilla amplitudeilla on mahdotonta pitää värähtelyjä harmonisina ja niiden jakso riippuu amplitudista.


Värähtelyt B Ring Edge -sivustolla

Tämä elokuva, joka on tehty NASA: n ja rsquos Cassini -avaruusaluksen Saturnuksen & rsquos B -renkaan ulkoreunasta saamista kuvista, paljastaa vetävän kuun ja värähtelyjen yhteisvaikutukset, joita voi luonnollisesti esiintyä levyillä, kuten Saturnuksen renkaat ja spiraaligalaksit.

B-rengas näkyy kehyksen vasemmassa alakulmassa, ja sen ulkoreuna vaihtelee ajan myötä ja liikkuu sisään ja ulos tässä 92 kuvan liitoksessa, joista kukin on otettu noin 6 minuutin välein 9 tunnin ja 30 minuutin jakson aikana. Cassini-divisioona, A- ja B-renkaiden välinen jako, jonka kerran ajateltiin olevan tyhjä, hallitsee kehyksen oikeaa yläkulmaa. Huygens Ringlet kulkee kehyksen keskellä vasemmasta yläkulmasta oikeaan alaosaan.

Sisimmällä säteittäisellä etäisyydellään B-rengas & # 39s -reuna on 117,470 kilometriä (72992 mailia) Saturnuksen keskustasta. Äärimmäisellä säteittäisellä etäisyydellään B-rengas ja # 39: n reuna on 117 670 kilometriä (73 117 mailia) Saturnuksen keskustasta. Nämä vaihtelut ovat 200 kilometrin (noin 120 mailia) ero.

Cassinin tutkijat ovat todenneet, että monimutkaiset säteittäiset vaihtelut B-renkaan reunassa johtuvat neljän muotoisen kuvion läsnäolosta, jotka kaikki pyörivät itsenäisesti renkaan ympäri. Yksi kuvio, jossa on kaksi lohkoa, on läsnä kuun Mimasin gravitaatiohäiriöiden takia, jotka muuttavat rengashiukkasia kiertoradalla Lindblad-resonanssina tunnettujen hiukkas- ja satelliitti-kiertoratojen toistuvan kokoonpanon vuoksi, tämä kuvio pysyy aina kiinteänä Mimasin suhteen . Muut kuviot, joissa on yksi, kaksi ja kolme lohkoa, kulkevat renkaan ympäri eri nopeuksilla, ja niiden uskotaan olevan luonnollisia renkaan värähtelymuotoja tässä läheisyydessä, innoittamana prosessilla, joka tunnetaan nimellä "viskoosi ylivakaus".

Tässä prosessissa renkaan hiukkasten pienet, satunnaiset liikkeet syöttävät energiaa aaltoon, joka etenee ulospäin renkaan yli sisärajasta, heijastuu B-renkaan ulkoreunasta (joka vääristyy seurauksena) ja kulkee sitten sisäänpäin, kunnes se heijastuu sisärajasta. Tämä jatkuva edestakaisin heijastus on välttämätön, jotta nämä aaltokuviot kasvavat ja tulevat näkyviin vääristyminä B-renkaan ulkoreunassa.

Tukemalla näitä niin kutsuttuja & ldquoself & ndashexcited & rdquo -moodeja B-renkaan ulkoreuna käyttäytyy samalla tavalla kuin tähtitieteilijät uskovat spiraaligalaksien käyttäytyvän. Tällaiset tilat eivät kuitenkaan ole suoraan havaittavissa galakseissa. Cassinin B-renkaan ulkoreunan havainnot ovat ensimmäinen kerta, kun luonnossa on havaittu tällaisia ​​laajamittaisia ​​tiloja laajalla materiaalilevyllä.

Elokuva toistuu kahdesti. Toisen kerran, kun elokuva suoritetaan, Mimas-resonanssin sijainti (merkitty vihreällä viivalla), yhden lohkoisen (sininen), kahden lohkoisen (keltainen) ja kolmen lohkoisen (punainen) sisärajan sijainti B-renkaan (valkoinen) ulkoreunan keskisäteen sijainti ilmoitetaan.

Kuvat heijastettiin uudelleen samaan katselugeometriaan ja suurennettiin kertoimella kaksi ominaisuuksien näkyvyyden lisäämiseksi. Kuvakoko oli noin 4 km / 3 pikseliä alkuperäisissä kuvissa. Näitä kuvia ei ole puhdistettu kosmisista säteistä, jotka osuivat kameran & # 39s -anturiin valotuksen aikana. Nämä kosmisen säteen osumat näkyvät pieninä valkoisina raidoina kuvissa.

Tämä näkymä on kohti renkaiden eteläistä, aurinkoista puolta noin 28 astetta rengastason alapuolella.

Kuvat otettiin näkyvässä valossa Cassini-avaruusaluksen kapean kulman kameralla 9. huhtikuuta 2007. Näkymä saatiin noin 746 000 kilometrin (464 000 mailin) ​​etäisyydeltä Saturnuksesta ja aurinko-Saturnus-avaruusaluksesta tai vaiheesta, 15 asteen kulma.

Cassini-Huygens -operaatio on NASA: n, Euroopan avaruusjärjestön ja Italian avaruusjärjestön yhteistyöhanke. Jet Propulsion Laboratory, Kalifornian tekniikan instituutin Pasadenassa sijaitseva osasto, hoitaa NASA & # 39s Science Mission Directorate, Washington D.C.:n tehtävää. Cassini-kiertorata ja sen kaksi laivakameraa suunniteltiin, kehitettiin ja koottiin JPL: ssä. Kuvankäsittelykeskus sijaitsee Boulderissa sijaitsevassa Space Science Institute -instituutissa, Colossa.


Viitteet

Pesnell, W.D. Ennusteet aurinkokierrosta 24. Sol. Phys.252, 209–220 (2008).

Stix, M.Differential rotaatio ja aurinkodynamo. Tähtitiede ja astrofysiikka47, 243–254 (1976).

Zharkov, S. I., Gavrjuseva, E. V. & amp; Zharkova, V. V. havaittu pitkän ja lyhyen aikavälin suhde toroidisten ja poloidisten magneettikenttien välillä syklissä 23 newblock. Sol. Phys.248, 339–358 (2008).

Zharkova, V. V., Shepherd, S. J. ja amp Zharkov, S. I. pääkomponenttianalyysi taustan ja auringonpilkojen magneettikentän vaihteluista aurinkosyklien 21–23 aikana. Ma. Ilmoitukset RAS: sta424, 2943–2953 (2012).

Shepherd, S. J., Zharkov, S. I. ja amp Zharkova, V. V. Prediction of Solar Activity from Solar Background Magnetic Field Variations in Cycles 21–23.Astrofiat. J.795, 46 (2014).

Zharkova, V. V., Shepherd, S. J., Popova, E. & amp Zharkov, S. I. Auringon sydämen syke pääkomponenttianalyysistä ja aurinkoaktiivisuuden ennustamisesta vuosituhannen aikataulussa. Luonnon tieteelliset raportit5, 15689 (2015).

Popova, E., Zharkova, V. & amp Zharkov, S.Auringon magneettikentän leveyssuunnassa tapahtuvien variaatioiden tutkiminen syklissä 21–23 Parkerin kaksikerroksisen dynamomallin kanssa meridiaalisella kierrosta. Annales Geophysicae31, 2023–2038 (2013).

Zhao, J., Bogart, R.S., Kosovichev, A.G., Duvall, T.L.Jr. & amp Hartlep, T.Equatorward Meridional Flow and Detection of Double-sol Meridional Circulation in the Sun. Astrofiat. J. Lett.774, L29 (2013).

Zharkov, S. I., Zharkova, V. V. & amp; Ipson, S. S. Auringonpilkkujen tilastolliset ominaisuudet vuonna 1996 2004: I. Detection, North South Asymmetry And Area Distribution newblock. Sol. Phys.228, 337–357 (2005).

Temmer, M. I., Veronig, A. & amp Hanslmeier, A.Hemisfäärisen auringonpilkunumerot Rn ja Rs: Luettelo- ja N-S-epäsymmetrianalyysi newblock. Astron. ja Astrophys.490, 707–715 (2002).

Belucz, B. ja amp Dikpati, M. Asymmetrisen meridiaalisen verenkierron rooli pohjoisen ja etelän välisen epäsymmetrian tuottamisessa aurinkosyklin dynamomallin uudessa blokissa. Astrofiat. J.779, 4–10 (2013).

Shetye, J., Tripathi, D. ja amp Dikpati, M.Havainnot ja pohjoisen ja etelän välisen epäsymmetrian mallintaminen käyttämällä Flux Transport Dynamo newblockia.Astrofiat. J.799, 220–230 (2015).

Parker, E.N.Hydromagneettiset dynamomallit. Astrofiat. J.122, 293 (1955).

Brandenburg, A. & amp Subramanian, K.Astrofysikaaliset magneettikentät ja epälineaarinen dynamoteoria. Phys. Edustaja417, 1–209 (2005).

Jones, C.A., Thompson, M.J. & Tobias, S.M.Solar Dynamo.Space Sci. Ilm.152, 591–616 (2010).

Karak, B. B. & amp Nandy, D. Magneettivuon turbulentti pumppaus vähentää aurinkosyklimuistia ja vaikuttaa siten auringon toiminnan ennakoitavuuteen. Astrofiat. J. Lett.761, L13 (2012).

Zharkova, V. V., Shepherd, S. J., Popova, E. & amp Zharkov, S. I. Vastaus Usoskinin (2017) kommenttiin paperille Magneettikentän nelinkertaisen komponentin roolista aurinkoaktiivisuuden määrittelemisessä suurissa sykleissä. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physicss176, 72–82 (2018).

Zharkova, V. V., Shepherd, S. J., Popova, E. & amp Zharkov, S. I. Double Dynamo -mallin vahvistaminen aurinko-maa-aktiivisuudella viimeisten kolmen vuosituhannen aikana. Proc. IAU: n symposium335, 211–215 (2018).

Arnold, J.R. & amp Libby, W.F.Ikämääritykset radiohiilipitoisuudella: tarkastukset tunnetun iän näytteillä. Tiede110, 678–680 (1949).

Baade, W. & amp Zwicky, F.Kosmiset säteet Super-novaesta. Kansallisen tiedeakatemian julkaisut20, 259–263 (1934).

Popova, E., Zharkova, V., Shepherd, S.J. & amp Zharkov, S.Magneettikentän nelinkertaisen komponentin roolista aurinkoaktiivisuuden määrittelemisessä suurissa sykleissä. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics -lehti176, 61–71 (2018).

Hays, J.D., Imbrie, J. & amp. Shackelton, N.J.Variaatioita maapallon kiertoradalla: Jääkauden sydämentahdistin. tiede194, 1121–1126 (1976).

Milankovich, M. Insolation ja jääkauden ongelma. Belgrad: Zavod za Udzbenike i Nastavna Sredstva, ISBN 86-17-06619-9 (1998).

Abe-Ouchi, A. et ai. Insolaatioon perustuvat 100 000 vuoden jäätiköt ja jääpeitteen hystereesi. luonto500, 7461– (2013).

Rial, J.A.Maan kiertoradan epäkeskisyys ja pleistoseenijääkauden rytmi: piilotettu sydämentahdistin. Globaali ja planeettamuutos41, 81–93 (2003).

Akasofu, P. Palautumisesta pienestä jääkaudesta. Luonnontiede2, 1211–1224 (2010).

Solanki, S.K. & amp. Krivova, N.A.Aurinkosyklien analysointi.Tiede334, 916 (2011).

Krivova, N.A. & amp. Solanki, S.K. kohti pitkän aikavälin ennätystä auringon kokonais- ja spektrisäteilystä. Journal of Atmopsheric and Solar-Terrestrial Physics -lehti73, 223–234 (2011).

Scafetta, N.Keskustelu planeetan, auringon ja ilmaston värähtelyjen välisestä spektriyhteydestä: vastaus joihinkin arvosteluihin. Astrofysiikka ja avaruustiede354, 275–299 (2014).

Obridko, V. & amp Nagovitsyn, Y.Auringon aktiivisuus eri aikatauluissa. Sisään 40. COSPARin tieteellinen kokous, voi. 40 / COSPAR-kokous (2014).

Fairbridge, R.W. & amp.Shirley, J.H.Pitkät minimit ja 179 vuoden sykli auringon inertiaaliliikkeessä. Sol. Phys.110, 191–210 (1987).

Kuklin, G.V.Sykliset ja maalliset vaihtelut aurinkotoiminnassa.Aurinkokennon perusmekanismit,IAU Symposium Prague -tapahtuma, Tšekkoslovakia, 25. – 29. Elokuuta 1975 71, 147 (1976).

Charvatova, I.Auringon liike ja aurinkotoiminnan vaihtelu. Adv. Space Res.8, 147–150 (1988).

Paluš, M. & amp; Kurths, J. ja Schwarz, U. ja Seehafer, N. ja Novotná, D. ja Charvátová, I., Auringon aktiivisuussykli on heikosti synkronoitu auringon inertiaaliliikkeen kanssa. Fysiikan kirjaimet A.365, 421–428 (2007).

Mackey, R.Rhodes Fairbridge ja ajatus, että aurinkokunta säätelee maapallon ilmastoa. Journal of Coastal Research, (Proceedings of the Ninth International Coastal Symposium, Gold Coast, Australia)SI 50, 955–968 (2007).

Charvatova, I.Voiko 2400-vuotisen aurinkoaktiivisuussyklin synty johtua auringon inertialiikkeestä? AnnGeo18, 399–405 (2000).

Zaqarashvili, T. V. aurinkosyklin mahdollisesta sukupolven mekanismista. Astrofiat. J.487, 930–935 (1997).

Abreu, J.A., Beer, J., Ferriz-Mas, A., McCracken, K.G. & amp. Steinhilber, F.Onko planeettojen vaikutus aurinkoaktiivisuuteen? å548, A88 (2012).

Goldreich, P. & amp Nicholson, P.D.Tidal vuorokitka varhaisen tyypin tähdissä. Astrofiat. J.342, 1079–1084 (1989).

Barker, A.J. & amp Ogilvie, G.I.Sisäisen aallonmurtumasta ja vuorovesi-hajoamisesta lähellä aurinkotyyppisen tähden keskustaa. Ma. Ilmoitukset RAS: sta404, 1849–1864 (2010).

Charbonneau, P. et ai. Helioseismin rajoitteet aurinkopiirin rakenteelle. Astrofiat. J.527, 445–460 (1999).

Cameron, R.H.H ja amp Schussler, M.Ei ole näyttöä planeettatodisteista aurinkotoiminnasta. å557, A83 (2013).

Shirley, J.H., Sperber, K.R. & amp. Fairbridge, R.W.Sunin inertialiike ja kirkkaus. Sol. Phys.127, 379–392 (1990).

Eddy, J.A.Maunder Minimum. Tiede192, 1189–1202 (1976).

Eddy, J.A.Maunder Minimum - uudelleenarviointi. Sol. Phys.89, 195–207 (1983).

Dikpati, M. & amp Gilman, P.A. ja Dikpati, M.Dynamon tuottamien magneettikenttien tunkeutuminen auringon säteilevään sisätilaan, newblock.Astrofiat. J.638, 564–575 (2006).

Lean, J.L., Wang, Y.-M. & amp. Sheeley, N.R.Auringon aktiivisuuden lisääntymisen vaikutus Auringon kokonais- ja avoimeen magneettivuoan useiden syklien aikana: vaikutukset aurinkoenergian pakottamiseen. Geofyysit. Res. Lett.29, 2224 (2002).

Google-haun kuvakirjastossa https://www.google.com/search?tbm=isch&q=earth+rotation+and+seasons&chips=q:earth+rotation+and+seasons,g_1:revolution & ampusg = AI4_-kTtkuSExbJ9FKro3yOuq7kPAq3nYA & ampsa = X & ampved = 0ahUKEwjegomhq6rfAhWfRxUIHV_MCTkQ4lYIMCgJ & ampbiw = 1024 = & amp ampd = 66.


Aurinkokunnan kappaleiden kierto

Aurinkokunnan rungot ovat erilaisia. Ne ovat erikokoisia suurista planeetoista pieniin asteroideihin ja muotoihin. Niillä on erilainen rakenne kiinteästä kappaleesta kiinteään kappaleeseen, jossa on neste- ilmakehä tai ydin, kaasumaisiin kappaleisiin, mutta ne kaikki pyörivät. Aurinkokunta on iso laboratorio kiinteiden ja nestemäisten kappaleiden pyörimisen tutkimiseen.

Erilaisia ​​havaintomenetelmiä käytetään aurinkokunnan kappaleiden pyörimisen määrittämiseen. Ne riippuvat tarkkailijan sijainnista ja kappaleiden rakenteesta. Tarkimpia menetelmiä, lasersäteilyä kuuhun ja keinotekoisiin satelliitteihin sekä erittäin pitkän kantaman radiointerferometriaa on käytetty maan ja kuun pyörimisen määrittämiseen. Niiden tarkkuus on parempi kuin 0,001 ”, mikä maan pinnalla vastaa noin 3 cm. Keinotekoisten satelliittien radiotaajuutta on käytetty maapallolle, kuulle, venukselle ja marsille. Jupiterin tapauksessa on käytetty vastaavasti Saturnuksen, Uraanin, Neptunuksen ja Pluto-Charonin magneettisia ja fotometrisiä havaintoja. Niiden tarkkuus on asteen kymmenesosa.


Lapsiystävällinen maa

Kotiplaneettamme Maa on kallioinen, maanpäällinen planeetta. Sillä on vankka ja aktiivinen pinta, jossa on vuoria, laaksoja, kanjoneita, tasankoja ja paljon muuta. Maa on erityinen, koska se on valtameren planeetta. Vesi peittää 70 prosenttia maan pinnasta.

Maan ilmakehä koostuu pääosin typestä ja siinä on runsaasti happea hengitettäväksi. Ilmapiiri suojaa meitä myös tulevilta meteoroidilta, joista suurin osa hajoaa ennen kuin ne voivat osua pintaan.

Vieraile NASA Space Placessa saadaksesi lisää lapsiystävällisiä tietoja.

Pinta

Marsin ja Venuksen tavoin maapallolla on tulivuoria, vuoria ja laaksoja. Maan litosfääri, johon kuuluu kuori (sekä manner- että merialueet) ja ylempi vaippa, on jaettu valtaviin levyihin, jotka liikkuvat jatkuvasti. Esimerkiksi Pohjois-Amerikan levy siirtyy länteen Tyynen valtameren altaan yli, karkeudella, joka vastaa kynsiemme kasvua. Maanjäristykset johtuvat, kun levyt jauhavat toisensa ohitse, ajavat toistensa yli, törmäävät vuorten muodostumiseen tai halkeavat ja erottuvat.

Maapallon globaali valtameri, joka peittää lähes 70 prosenttia maapallon pinnasta, on keskimäärin noin 4 kilometriä syvällä ja sisältää 97 prosenttia maapallon vedestä. Lähes kaikki maapallon tulivuoret ovat piilossa näiden valtamerien alla. Havaiji ja # 39-luvun Mauna Kean tulivuori on korkeampi alustasta huipulle kuin Mount Everest, mutta suurin osa siitä on vedenalainen. Maapallon pisin vuorijono on myös vedenalainen, Pohjoisen ja Atlantin valtameren pohjalla. Se on neljä kertaa pidempi kuin Andit, Kalliovuoret ja Himalaja yhteensä.

Tunnelma

Pinnan lähellä maapallolla on ilmakehä, joka koostuu 78 prosentista typestä, 21 prosentista hapesta ja 1 prosentista muista kaasuista, kuten argonista, hiilidioksidista ja neonista. Ilmakehä vaikuttaa maapallon pitkän aikavälin ilmastoon ja lyhytaikaiseen paikalliseen säähän ja suojaa meitä suurelta osalta Auringon tulevaa haitallista säteilyä. Se suojaa meitä myös meteoroidilta, joista suurin osa palaa ilmakehässä, katsotaan meteoreina yön taivaalla, ennen kuin ne voivat iskeä pintaan meteoriiteina.

Magnetosfääri

Planeetamme nopea pyöriminen ja sulan nikkeli-rautaydin synnyttävät magneettikentän, jonka aurinkotuuli vääristää avaruudessa kyynelmuotoon. (Aurinkotuuli on ladattujen hiukkasten virta, joka jatkuvasti purkautuu auringosta.) Kun aurinkotuulen varautuneet hiukkaset loukkuun jäävät Maan magneettikenttään, ne törmäävät planeettamme magneettisten napojen yläpuolella oleviin ilmamolekyyleihin. Nämä ilmamolekyylit alkavat sitten hehkua ja aiheuttaa auroroita eli pohjois- ja etelävaloja.

Magneettikenttä saa kompassineulat osoittamaan pohjoisnavalle riippumatta siitä, mihin suuntaan käännät. Mutta maapallon magneettinen napaisuus voi muuttua kääntämällä magneettikentän suuntaa. Geologinen tietue kertoo tutkijoille, että magneettinen kääntö tapahtuu keskimäärin noin 400 000 vuoden välein, mutta ajoitus on hyvin epäsäännöllinen. Sikäli kuin tiedämme, tällainen magneettinen kääntäminen ei aiheuta haittaa maapallon elämälle, ja kääntyminen on erittäin epätodennäköistä ainakin tuhannen vuoden ajan. Mutta kun se tapahtuu, kompassineulat osoittavat todennäköisesti moniin eri suuntiin muutaman vuosisadan ajan vaihdon aikana. Ja kun vaihto on valmis, ne kaikki osoittavat etelään pohjoisen sijaan.

Renkaat

Kuut

Maa on ainoa planeetta, jolla on yksi kuu. Kuu on kirkkain ja tunnetuin esine taivaalla. Monin tavoin Kuu on vastuussa siitä, että maasta tehdään niin suuri koti. Se vakauttaa planeettamme huojumisen, mikä on tehnyt ilmastosta vähemmän vaihtelevaa tuhansien vuosien aikana.

Maapallolla on joskus väliaikaisesti kiertäviä asteroideja tai suuria kiviä. Maan painovoima vangitsee heidät tyypillisesti muutaman kuukauden tai vuoden ajan, ennen kuin palaa auringon ympäri kiertoradalle. Jotkut asteroidit ovat pitkässä & ldquodance & rdquo -mallissa maapallon kanssa, kun molemmat kiertävät aurinkoa.

Jotkut kuut ovat kivipaloja, jotka planeetan painovoima vangitsi, mutta Kuumme on todennäköisesti seurausta miljardeja vuosia sitten tapahtuneesta törmäyksestä. Kun maapallo oli nuori planeetta, suuri kimpale kiveä törmäsi siihen syrjäyttäen osan maapallon sisätiloista. Tuloksena olevat palat kokosivat yhteen ja muodostivat kuun. Kuu on 1080 mailin (1738 kilometriä) säde aurinkokuntamme viidenneksi suurin kuu (Ganymeden, Titanin, Calliston ja Ion jälkeen).

Kuu on kauempana maasta kuin useimmat ihmiset ymmärtävät. Kuu on keskimäärin 238855 mailin (384400 kilometriä) päässä. Tämä tarkoittaa, että 30 maapallon kokoista planeettaa mahtuisi maan ja kuun väliin.

Elämän potentiaali

Maapallolla on erittäin vieraanvarainen lämpötila ja sekoitus kemikaaleja, jotka ovat mahdollistaneet elämän täällä. Erityisesti maapallo on ainutlaatuinen siinä mielessä, että suurin osa planeetastamme on veden peitossa, koska lämpötila sallii nestemäisen veden olemassaolon pitkiä aikoja. Maapallon valtavat valtameret tarjosivat mukavan elämän alkamiselle noin 3,8 miljardia vuotta sitten.


Caltechin tutkijat löytävät todisteita todellisesta yhdeksännestä planeetasta

Caltechin tutkijat ovat löytäneet todisteita siitä, että jättiläinen planeetta jäljittää outoa, erittäin pitkänomaista kiertorataa aurinkokunnassa. Esineen, jonka tutkijat ovat saaneet lempinimen Planet Nine, massa on noin 10 kertaa maapallon ja se kiertää keskimäärin noin 20 kertaa kauemmas auringosta kuin Neptunus (joka kiertää aurinkoa keskimäärin 2,8 miljardin mailin etäisyydellä). Itse asiassa tällä uudella planeetalla kestäisi 10000 ja 20000 vuoden välillä vain yksi täysi kiertorata auringon ympäri.

Tutkijat Konstantin Batygin ja Mike Brown löysivät planeetan olemassaolon matemaattisen mallinnuksen ja tietokonesimulaatioiden avulla, mutta eivät ole vielä havainneet kohdetta suoraan.

Tämä olisi todellinen yhdeksäs planeetta, & quot; sanoo Brown, Richard ja Barbara Rosenbergin planeettatähtitieteen professori. "There have only been two true planets discovered since ancient times, and this would be a third. It's a pretty substantial chunk of our solar system that's still out there to be found, which is pretty exciting."

Brown notes that the putative ninth planet—at 5,000 times the mass of Pluto—is sufficiently large that there should be no debate about whether it is a true planet. Unlike the class of smaller objects now known as dwarf planets, Planet Nine gravitationally dominates its neighborhood of the solar system. In fact, it dominates a region larger than any of the other known planets—a fact that Brown says makes it "the most planet-y of the planets in the whole solar system."

Batygin and Brown describe their work in the current issue of the Astronomical Journal and show how Planet Nine helps explain a number of mysterious features of the field of icy objects and debris beyond Neptune known as the Kuiper Belt.

"Although we were initially quite skeptical that this planet could exist, as we continued to investigate its orbit and what it would mean for the outer solar system, we become increasingly convinced that it is out there," says Batygin, an assistant professor of planetary science. "For the first time in over 150 years, there is solid evidence that the solar system's planetary census is incomplete."

The road to the theoretical discovery was not straightforward. In 2014, a former postdoc of Brown's, Chad Trujillo, and his colleague Scott Sheppard published a paper noting that 13 of the most distant objects in the Kuiper Belt are similar with respect to an obscure orbital feature. To explain that similarity, they suggested the possible presence of a small planet. Brown thought the planet solution was unlikely, but his interest was piqued.

He took the problem down the hall to Batygin, and the two started what became a year-and-a-half-long collaboration to investigate the distant objects. As an observer and a theorist, respectively, the researchers approached the work from very different perspectives—Brown as someone who looks at the sky and tries to anchor everything in the context of what can be seen, and Batygin as someone who puts himself within the context of dynamics, considering how things might work from a physics standpoint. Those differences allowed the researchers to challenge each other's ideas and to consider new possibilities. "I would bring in some of these observational aspects he would come back with arguments from theory, and we would push each other. I don't think the discovery would have happened without that back and forth," says Brown. " It was perhaps the most fun year of working on a problem in the solar system that I've ever had."

Fairly quickly Batygin and Brown realized that the six most distant objects from Trujillo and Sheppard's original collection all follow elliptical orbits that point in the same direction in physical space. That is particularly surprising because the outermost points of their orbits move around the solar system, and they travel at different rates.

"It's almost like having six hands on a clock all moving at different rates, and when you happen to look up, they're all in exactly the same place," says Brown. The odds of having that happen are something like 1 in 100, he says. But on top of that, the orbits of the six objects are also all tilted in the same way—pointing about 30 degrees downward in the same direction relative to the plane of the eight known planets. The probability of that happening is about 0.007 percent. "Basically it shouldn't happen randomly," Brown says. "So we thought something else must be shaping these orbits."

The first possibility they investigated was that perhaps there are enough distant Kuiper Belt objects—some of which have not yet been discovered—to exert the gravity needed to keep that subpopulation clustered together. The researchers quickly ruled this out when it turned out that such a scenario would require the Kuiper Belt to have about 100 times the mass it has today.

That left them with the idea of a planet. Their first instinct was to run simulations involving a planet in a distant orbit that encircled the orbits of the six Kuiper Belt objects, acting like a giant lasso to wrangle them into their alignment. Batygin says that almost works but does not provide the observed eccentricities precisely. "Close, but no cigar," he says.

Then, effectively by accident, Batygin and Brown noticed that if they ran their simulations with a massive planet in an anti-aligned orbit—an orbit in which the planet's closest approach to the sun, or perihelion, is 180 degrees across from the perihelion of all the other objects and known planets—the distant Kuiper Belt objects in the simulation assumed the alignment that is actually observed.

"Your natural response is 'This orbital geometry can't be right. This can't be stable over the long term because, after all, this would cause the planet and these objects to meet and eventually collide,'" says Batygin. But through a mechanism known as mean-motion resonance, the anti-aligned orbit of the ninth planet actually prevents the Kuiper Belt objects from colliding with it and keeps them aligned. As orbiting objects approach each other they exchange energy. So, for example, for every four orbits Planet Nine makes, a distant Kuiper Belt object might complete nine orbits. They never collide. Instead, like a parent maintaining the arc of a child on a swing with periodic pushes, Planet Nine nudges the orbits of distant Kuiper Belt objects such that their configuration with relation to the planet is preserved.

"Still, I was very skeptical," says Batygin. "I had never seen anything like this in celestial mechanics."

But little by little, as the researchers investigated additional features and consequences of the model, they became persuaded. "A good theory should not only explain things that you set out to explain. It should hopefully explain things that you didn't set out to explain and make predictions that are testable," says Batygin.

And indeed Planet Nine's existence helps explain more than just the alignment of the distant Kuiper Belt objects. It also provides an explanation for the mysterious orbits that two of them trace. The first of those objects, dubbed Sedna, was discovered by Brown in 2003. Unlike standard-variety Kuiper Belt objects, which get gravitationally "kicked out" by Neptune and then return back to it, Sedna never gets very close to Neptune. A second object like Sedna, known as 2012 VP113, was announced by Trujillo and Sheppard in 2014. Batygin and Brown found that the presence of Planet Nine in its proposed orbit naturally produces Sedna-like objects by taking a standard Kuiper Belt object and slowly pulling it away into an orbit less connected to Neptune.


The angle of tilt determines the extremity of seasons for planets in our solar system

I found that the article entitled “Why Earth has 4 seasons” from earthsky.org coincided extremely well with our second conceptual objective, “I can explain how planets have seasons.” In this article, the author, Deanna Conners, discusses how it is a common belief for many people that Earth’s changing distance from the sun causes the changes in the seasons however, as she discusses, this is most definitely not the case. In fact, distance has nothing to do with the “reason for the seasons.” Over a year, the Earth’s tilt remains at a constant angle of 23.5 degrees relative to the plane of Earth’s orbit around the sun. Because of this, Earth’s northern axis is always pointing toward the same direction in space. Although the tilt remains the same, the relative position of our planet’s tilt with respect to the sun does change as Earth orbits the sun. This means that for one half of the year the Northern Hemisphere is facing the sun, and for the other half of the year it is facing away from the sun. Therefore, when the Northern Hemisphere is pointing toward the sun it is summer because the sun’s rays strike that specific part of Earth at a more direct angle, making that region of Earth warmer. Thus, when the Northern Hemisphere is pointing away from the sun it is winter because the sun’s rays strike that specific region of Earth in a much less direct angle, making it cooler. Other planets in the solar system are also tilted at various angles. Conners addresses that the angle of tilt determines how extreme seasons are on the planets. Uranus rotates at 97 degrees and therefore experiences extreme seasons, whereas Venus is tilted at 177.3 degrees, causing it to have very little change in seasons.

This is relevant to what we have been discussing over the past few class periods because through an initial picture comparison of the sun in January and July, and our most recent lecture tutorial, “seasons,” we found out that the Earth’s distance from the sun does not have anything to do with the seasons. We started this conceptual objective by looking at a picture of the sun in two different months as stated above. In the pictures, the sun appears closer to the Earth in January than it does in July. At first, I said that the sun’s distance from the Earth was responsible for the seasons, but these pictures proved me wrong. If distance was really responsible then the sun would be closer in July (summer), rather than in January (winter). After completing the lecture tutorial, we found out that, in all actuality, the two things most directly responsible for the cause of the seasons on Earth are as follows: 1) the intensity of the sun and 2) the amount of hours of sunlight the Earth gets, which all comes back down to the angle of Earth’s tilt.


Katso video: Maasta kuuhun 11 250 kertaa (Lokakuu 2021).