Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с планеты Binary )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать со звездой, вращающейся вокруг двух планет, называемой системой двойных планет .
Смотрите также: Спутниковая система (астрономия)
Визуальное сравнение размеров Земли и Луны (вверху справа) и Плутона - Харона (внизу справа)

В астрономии двойная планета (также двойная планета ) - это двойная система, в которой оба объекта являются планетами или объектами планетарной массы , которые имеют общую орбитальную ось, внешнюю по отношению к обоим планетным телам.

Двойные астероиды с компонентами примерно равной массы иногда называют двойными малыми планетами . К ним относятся двойные астероиды 69230 Гермес и 90 Антиопов и двойные объекты пояса Койпера (KBOs) 79360 Сила – Нунам и 1998 WW 31 .

Определение «двойной планеты» [ править ]

Земли - Луны система иногда неофициально упоминается как двойная планета (массы примерно пропорционально объемам, а не площади поверхности). [1]

Ведутся споры о том, какие критерии следует использовать для различения «двойной планеты» от «системы планета-луна». Ниже приведены соображения.

На своей Генеральной ассамблее 2006 года Международный астрономический союз рассмотрел предложение о реклассификации Плутона и Харона как двойной планеты [2], но от этого предложения отказались в пользу текущего определения планеты МАС . В рекламных материалах, рекламирующих миссию SMART-1 , Европейское космическое агентство называло систему Земля - Луна двойной планетой. [1]

Оба тела удовлетворяют планетному критерию [ править ]

Определение, предложенное в Astronomical Journal, требует, чтобы оба тела индивидуально удовлетворяли критерию очистки орбиты, чтобы их можно было назвать двойной планетой. [3]

Массовые отношения ближе к 1 [ править ]

Одним из важных факторов при определении «двойной планеты» является соотношение масс двух тел. Отношение масс, равное 1, будет указывать на тела одинаковой массы, а тела с соотношением масс, близким к 1, более привлекательно называть «двойниками». Используя это определение, можно легко исключить спутники Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна; все они имеют массу меньше , чем 0,00025 ( 1 / 4000 ) планет , вокруг которой они вращаются. У некоторых карликовых планет тоже есть спутники, значительно менее массивные, чем сами карликовые планеты.

Наиболее заметным исключением является система Плутон – Харон. Соотношение Харон к Плутону масса 0,117 (≈ 2 / 17 ) находится достаточно близко к 1 , что Плутон и Харон часто были описаны многими учеными как «двойных карликовых планет» ( «двойные планеты» До 2006 определения «планета»). Международный астрономический союз (IAU) в настоящее время вызывает Харон спутник Плутона, но явно выразил готовность пересмотреть тела двойных карликовые планеты , в то время в будущем.

Отношение Луны к Земле массы 0.01230 (≈ 1 / 81 ), также в частности , близко к 1 по сравнению со всеми другими коэффициентами спутника-планеты. Следовательно, некоторые ученые рассматривают систему Земля-Луна как двойную планету, хотя это мнение меньшинства. Эрис одинокий спутник «с, дисномия , имеет радиус где - то около 1 / 4 , что из Эрис ; при условии , аналогичные плотности (дисномия в композиционный состав может или не может существенно отличаться от Эрис в), массовое отношение будет близко 1 / 40 , значение промежуточного соотношениям Луны с Землей и Харон-Плутон.

Оба следующих критерия пытаются ответить на вопрос: «Насколько близко к 1 должно быть отношение масс?»

Система Плутон - Харон : барицентр находится за пределами Плутона.

Положение центра масс [ править ]

В настоящее время наиболее часто предлагается определение системы с двумя планетами, в котором барицентр , вокруг которого вращаются оба тела, находится вне обоих тел. Согласно этому определению, Плутон и Харон являются планетами-двойными карликами, поскольку они вращаются вокруг точки, явно находящейся за пределами Плутона, как это видно на анимации, созданной из изображений космического зонда New Horizons в июне 2015 года.

Согласно этому определению, система Земля – Луна в настоящее время не является двойной планетой; хотя Луна достаточно массивна, чтобы заставить Землю совершать заметный оборот вокруг этого центра масс, эта точка, тем не менее, находится внутри Земли. Однако Луна в настоящее время мигрирует от Земли со скоростью примерно 3,8 см (1,5 дюйма) в год; через несколько миллиардов лет центр масс системы Земля – Луна будет находиться за пределами Земли, что сделает ее системой с двумя планетами.

Центр масс системы Юпитер-Солнце находится за пределами поверхности Солнца, хотя утверждение, что Юпитер и Солнце являются двойной звездой, не аналогично утверждению, что Плутон-Харон является двойной карликовой планетой. Юпитер слишком светлый, чтобы его волновать ; были его тринадцать раз тяжелее, было бы достичь дейтерия слияния и стать коричневым карликом . [4]

Значение перетягивания каната [ править ]

Айзек Азимов предложил различать структуры планета-луна и двойные планеты, частично основываясь на том, что он назвал « перетягиванием каната », которое не учитывает их относительные размеры. [5] Эта величина представляет собой просто отношение силы, действующей на меньшее тело со стороны большего (основного) тела, к силе, действующей на меньшее тело со стороны Солнца. Можно показать, что это равно

где m p - масса первичного тела (большего тела), m s - масса Солнца, d s - расстояние между меньшим телом и Солнцем, а d p - расстояние между меньшим телом и первичным телом. . [5] Стоимость перетягивания каната не зависит от массы спутника (меньшего тела).

Эта формула фактически отражает соотношение гравитационных воздействий на меньшее тело со стороны большего тела и Солнца. Цифра перетягивания каната для спутника Сатурна Титана составляет 380, что означает, что влияние Сатурна на Титан в 380 раз сильнее, чем влияние Солнца на Титан. Ценность Титана в перетягивании каната можно сравнить со значением Фиби , спутника Сатурна , у которого коэффициент перетягивания каната составляет всего 3,5. Таким образом, влияние Сатурна на Фиби всего в 3,5 раза сильнее, чем влияние Солнца на Фиби.

Азимов рассчитал стоимость перетягивания каната для нескольких спутников планет. Он показал, что даже самый большой газовый гигант, Юпитер, только немного лучше удерживал свои внешние захваченные спутники, чем Солнце, причем некоторые из них имели значение перетягивания каната не намного выше единицы. Почти в каждом из вычислений Азимова значение перетягивания каната оказывалось больше единицы, поэтому в этих случаях Солнце проигрывает перетягивание каната с планетами. Единственным исключением была Луна Земли, где Солнце побеждает в перетягивании каната со значением 0,46, что означает, что Земля удерживает Луну в два раза меньше, чем Солнце. Азимов включил это в свои другие аргументы, что Землю и Луну следует рассматривать как двойную планету. [5]

Таким образом, мы могли бы смотреть на Луну не как на настоящий спутник Земли и не как на захваченный спутник, а как на самостоятельную планету, движущуюся вокруг Солнца, осторожно шагая с Землей. Изнутри системы Земля-Луна самый простой способ представить ситуацию - это сделать так, чтобы Луна вращалась вокруг Земли; но если бы вы изобразили орбиты Земли и Луны вокруг Солнца в точном масштабе, вы бы увидели, что орбита Луны повсюду вогнута к Солнцу. Он всегда «падает навстречу» Солнцу. Все остальные спутники, без исключения, «падают» от Солнца через часть своих орбит, будучи захваченными превосходящим притяжением своих основных планет, но не Луны. [5] [6] [Сноска 1]

-  Айзек Азимов

См. Раздел « Путь Земли и Луны вокруг Солнца» в статье «Орбита Луны» для более подробного объяснения.

Это определение двойной планеты зависит от расстояния пары от Солнца. Если система Земля-Луна окажется на орбите дальше от Солнца, чем сейчас, тогда Земля выиграет перетягивание каната. Например, на орбите Марса значение перетягивания каната Луны будет 1,05. Кроме того, несколько крошечных спутников, обнаруженных после предложения Азимова, по этому аргументу можно квалифицировать как двойные планеты. Например, небольшие внешние спутники Нептуна, Несо и Псамат , имеют значения перетягивания каната 0,42 и 0,44, что меньше, чем у Луны Земли. Тем не менее , их массы крошечные по сравнению с Нептуном, с предполагаемым соотношением 1,5 × 10 - 9 ( 1 / 700,000,000 ) и 0,4 × 10 -9 ( 1 / 2500000000 ).

Формирование системы [ править ]

Последнее соображение - это то, как эти два тела образовали систему. Считается, что обе системы Земля-Луна и Плутон-Харон образовались в результате гигантских ударов : одно тело столкнулось с другим телом, в результате чего образовался диск обломков, а в результате аккреции образовались либо два новых тела, либо одно новое. тело сформировано, с оставшимся большим телом (но измененным). Однако гигантский удар не является достаточным условием для того, чтобы два тела были «двойными планетами», потому что такие столкновения могут также произвести крошечные спутники, такие как четыре небольших внешних спутника Плутона.

Отвергнутая сейчас гипотеза происхождения Луны на самом деле была названа «гипотезой двух планет»; Идея заключалась в том, что Земля и Луна сформировались в одной и той же области протопланетарного диска Солнечной системы , образуя систему под действием гравитационного взаимодействия. Эта идея также является проблематичным условием для определения двух тел как «двойных планет», потому что планеты могут «захватывать» луны посредством гравитационного взаимодействия. Например, спутники Марса ( Фобос и Деймос ) считаются астероидами, давно захваченными Марсом . Такое определение также рассматривало бы Нептун-Тритон как двойную планету, поскольку Тритон был поясом Койпера.тело того же размера и аналогичного состава, что и Плутон, позже захваченное Нептуном .

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Информационные заметки

  1. ↑ Азимов использует термин « вогнутый » для описания орбитальной схемы Земля-Луна вокруг Солнца, тогда как Аслаксен используеттермин « выпуклая » для описания точно такой же модели. Какой термин использовать, зависит исключительно от точки зрения наблюдателя. С точки зрения Солнца орбита Луны вогнутая; извне орбиты Луны, скажем, с планеты Марс, она выпуклая.

Цитаты

  1. ^ a b «Добро пожаловать на двойную планету» . ЕКА . 2003-10-05 . Проверено 12 ноября 2009 .
  2. ^ "Определение проекта IAU для" планеты "и" плутонов " " . Международный астрономический союз . 2006-08-16 . Проверено 17 мая 2008 .
  3. ^ Марго, JL "Количественный критерий для определения планет" . Астрономический журнал . 150 : 185. arXiv : 1507.06300 . Bibcode : 2015AJ .... 150..185M . DOI : 10,1088 / 0004-6256 / 150/6/185 .
  4. ^ Herbst, TM; Рикс, Х.-В. (1999). Гюнтер, Эйке; Стеклум, Брингфрид; Клозе, Сильвио (ред.). Исследования звездообразования и внесолнечных планет с помощью ближней инфракрасной интерферометрии на LBT . Сан-Франциско, Калифорния: Тихоокеанское астрономическое общество . С. 341–350. Bibcode : 1999ASPC..188..341H . ISBN 1-58381-014-5.
  5. ^ а б в г Азимов, Айзек (1975). "Just Mooning Around", собранный в " Of Time and Space, and Other Things" . Эйвон. Формула, полученная на стр. 89 книги. п. 55 из файла .pdf. Проверено 20 января 2012.
  6. ^ Аслаксен, Элмер (2010). "Орбита Луны вокруг Солнца выпуклая!" . Национальный университет Сингапура: математический факультет. Архивировано из оригинала на 2013-01-16 . Проверено 23 января 2012 .

Список используемой литературы

  • Стерн, С. Алан (27 февраля 1997 г.). «Клайд Томбо (1906–1997), астроном, открывший девятую планету Солнечной системы». Природа . 385 (6619): 778. Bibcode : 1997Natur.385..778S . doi : 10.1038 / 385778a0 Плутон-Харон - «единственный известный пример настоящей двойной планеты».
  • Лиссауэр, Джек Дж. (25 сентября 1997 г.). «Сделать Луну непросто». Природа . 389 (6649): 327–328. Bibcode : 1997Natur.389..327L . doi : 10.1038 / 38596 Сравнивает теории двух планет для образований Земля-Луна и Плутон-Харон.

дальнейшее чтение

  • Азимов, Исаак (1960). Двойная планета . Нью-Йорк: Абеляр-Шуман.
  • Азимов, Исаак (1990). Плутон: двойная планета? . Милуоки: Дж. Стивенс. ISBN 9781555323738.
  • Cabrera, J .; Шнайдер, Дж. (2007). «Обнаружение спутников внесолнечных планет по взаимным событиям». Астрономия и астрофизика . 464 (3): 1133–1138. arXiv : astro-ph / 0703609 . Бибкод : 2007A & A ... 464.1133C . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20066111 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Словарное определение двойной планеты в Викисловаре