オブジェクトがきちんとロックされる原因は何ですか?

私は重力シミュレーション(太陽の惑星など)を書き込もうとしており、自転と公転が1つの機能として実証されることを望んでいました。

重力の簡単な方程式を使用すると、いくつかの興味深い結果が得られましたが、(その緊急の動作を除いて)自転と公転を促進するものは何も見当たりません。しかし、いくつか読んだ後、自転と公転は非常に一般的であるように見えます。惑星とその衛星、惑星と太陽、太陽、その他の太陽(二星)。

これらの天体の形成段階の結果なのか、それとも重力方程式の関数なのか?

コメント

  • 星/惑星を点質量としてモデル化しましたか、それとも球としてモデル化しましたか?潮汐ロックは、星/惑星をゼロ以外の体積(したがって重力)として扱う場合にのみ発生します。力はトルクを加え、角運動量を変化させます。

答え

惑星が衛星を変形させるため、潮汐ロックが発生しますに楕円形で、長軸が惑星を指しています。衛星が回転している場合、長軸は惑星を指す方向から離れ、惑星の重力によって引き戻される傾向があり、一方の面が恒久的に惑星に面するまで回転が遅くなります。潮汐ロックは形成プロセスの結果ではありませんが、衛星が完全に剛性ではない結果です。

衛星の軌道と回転周期に対する潮汐の影響をモデル化するには、いくつかの重要なことを知る必要があります。

まず、惑星と衛星のサイズ(質量と半径の両方)、軌道の形状、惑星と衛星の両方の回転速度を知る必要があります。多くのオブジェクト、これらの値はよく知られています。

次に、これはトリッキーなビットです。衛星と惑星が他の衛星によってどのように変形するか、そしてどのくらいの潮汐加熱が行われるかを知る必要があります。発生する。これらは、いわゆる「愛の数」(アウグストゥスの愛の後)と散逸関数Qです。

これらを推定するのは難しいです。地球の月のシステムの場合、比率k / Qは0.0011であることがわかっています。 (ただし、地球は、実質的な海洋や液体コアを持たない他の惑星にとっては貧弱なモデルです)

他の惑星の場合値Qの値は10から10000の間で変化し、巨大ガスの値が大きくなり、kは物体の剛性から推定できます。

単純な重力モデルでは微妙な点を捉えることができません。 2つの相互に変形する物体間の重力相互作用の結果、実際、ほとんどのシミュレーションでは、惑星は点として、または多くても球としてモデル化されます。これは、最高精度の計算を除くすべての計算に十分です。

潮汐ロック(人間の基準では)長い時間がかかりますが、太陽系の時代に比べて比較的短い時間です。かかる時間は、軌道の半径に非常に強く依存します(次数6)。

直接シミュレーション多かれ少なかれ不可能です:変形が小さすぎて、ロックのタイムスケールが大きすぎます。モードを設定することは可能です(難しいですが) l衛星の剛性と惑星のサイズ(ゼリーの世界を考えて、(ニュートン)ブラックホールを周回する)の非現実的な値を使用したシミュレーションでの潮汐ロックにより、変形が大きくなり、ロック時間が短くなります。ただし、重力下での物体の弾性変形のモデリングは簡単ではありません。

コメント

  • この回答がとても気に入っています!また、リンクされた論文 Q in the Solar System は、時間がかかり、物事をうまく説明しているので、読むのが楽しいです。これは古典的であるに違いありません。
  • ちょうど今、私は'静的変形(たとえば、岩石小惑星のバイナリシステム)による潮汐ロックがいくらか進化する可能性があることに気づきました。地球と月のシステムとは異なります。今すぐ数学を楽しんでください。最良の答えは、より多くの質問を提起するものです。 🙂

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