作者mpcb (绕了一圈)
看板ask-why
标题Re: [请益] 为什麽星球会自转?
时间Wed Oct 3 18:00:52 2012
※ 引述《xiaoa (不事生产)》之铭言:
: ※ 引述《gemini2010 (gemini)》之铭言:
: : 卫星绕着行星转
: : 行星绕着恒星转
: : 我知道这是因为万有引力
: 依这句话
: : 那自转是因为什麽缘故呢?
: : 熊熊想到这个问题
: 我想,原PO对这件事的理解程度尚浅(但我理解的也没多深就是了)
: 行星公转,万有引力(重力)是个要素
这个问题是动力学问题
只是这个尺度是重力主导的
: 云气的角动量也是个要素
: 公转的形成,行星必须要进行切线运动(也就是上面所谓的角动量)
: 没有切线运动,行星就会掉到质量的中心
: 这也是为何mpcb说星体的形成,必须要有角动量,因为没有角动量,物质都会掉到质心
: 最後,云气形成的星系里只会形成恒星,没有行星
这个故事要从恒星怎麽形成开始说
恒星是从分子云所形成的
一个分子云大概几个光年大小,温度大概10K (动能=热能)
也就是分子速度差(velocity dispersion)大概是几个 km/s
当这个分子云收缩的时候,分子损失的位能就会转换成动能
动能越高就是速度越快(温度越高),这样一来就又会膨涨回去
(用角动量守恒来说也是一样,r 越小 v 越大)
所以要让分子云缩小最简单的方法就是让他转起来
使得垂直旋转盘面方向的动能能够转换到盘面上,这样分子才能一直掉下去
想像一下旋转的躲避球,垂直和平行旋转方向接起来会怎样
(否则等分子云慢慢辐射出来,时间尺度会大很多很多)
(类似的机制也发生在一些吸积的地方,因此他们都会伴随吸积盘)
在这个形成过程中,这个系统的角动量就会被保留在刚形成的星体,所以恒星会自转
而行星会在盘面上形成,所以行星一开始也会跟着盘面转
但是行星形成理论中,碰撞也是一个很重要的机制
有时候就会撞出旋转方向不同於初始角动量的状况
以太阳系为例,大部份的行星/小行星和太阳系小天体的运行方向和太阳旋转一致
但是金星和天王星应该是有剧烈碰撞才会转得不同
而在最外面的 欧特云 就是球状分布,他们就是形成初期没有掉进来在外面形成的
所以他们进入太阳系内部的轨道平面可以是任何方向
当星体尺度越小,这个机制就会慢慢的被碰撞取代
所以太阳系小星体的自转就是什麽方向都有可能
在尺度大一点的状况下,例如球状星团/椭圆星系,整个系统就可以没有净角动量
不像旋涡星系物质会聚集在盘面上
要完全不会旋转,必需是在形成过程中,所有的物质"只"往质心掉
这代表初始分子只有 r 方向动能,这个是不符合常理的
因为大自然不会偏好任何一个方向,就像喝醉的人可能会往任何一个方向前进
(有θ/φ方向就有velocity dispersion)
: 了解公转的形成要素,自转就不难理解
: 自转其实和公转一样,只是公转的星体都掉到质心上去了
: 简单想像,就是行星的表皮绕着行星的质心在"公转"
: 至於维持切线运动方向的重力,在这里,是过大,必须有物质被压缩後的反弹(应力)来平衡
: 以上,如果你都了解了,可能就会产另一个疑问,"为什麽会有切线运动?"
: 我想这才是板友认为的"你的问题"(所以,推文多是在回答这个问题)
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一个孩子手指向浩翰的星空
头向着我 问我说:「你能看多远?」
我答道:「我不如你那明亮的双眼看得远。」
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.115.34.114
※ 编辑: mpcb 来自: 140.115.34.114 (10/03 18:12)
1F:推 Equalmusic:不是很懂你说让分子云缩小最好的方法是让他转起来那边 10/03 18:48
2F:→ xiaoa:有些地方可以理解,有些地方无法理解...我需要进修 =_= 10/03 18:48
3F:→ Equalmusic:转起来还是要角动量守恒还是在那阿 10/03 18:48
4F:→ Equalmusic:另外天王星连公转轨道都跟黄道面不同,可能是新来的吧? 10/03 18:49
想像当你有一颗水球
在不固定的状况下要让球皮接近质心要怎麽做
1. 推他,然後推的另一边会膨涨,质心往推的另一边移动
2. 夹他,如果力道不对称,水球就会变形扭转,大自然不会有那麽美妙的巧合
3. 转他,水球变成盘状,上下就会接近核心,垂直方向没有角动量就会塌下去了
分子云就是一样的例子,当他缩到一定的范围後
位能井就越来越深,然後就跑不掉了
天王星还好,通常会举的例子是冥王星
但是那些TNO的倾角其实也在一定范围之内
太阳系小天体会依倾角和椭率做分类,他们属於不同的族群
※ 编辑: mpcb 来自: 220.136.238.158 (10/03 19:10)