太陽系潮汐鎖定的星球知多少?

2021-01-09 時空通訊

有人問:為什麼太陽系裡有的星球會與太陽同步?引起一些爭論,下面我們來分析一下。

這個問題有些不葷不素沒說清楚,所以前面一些朋友有意見,認為啥叫同步?誰和誰同步了?

時空通訊認為要說同步,太陽系有兩個同步,一個大同步,一個小同步。

大同步是指整個太陽系是銀河系裡一枚小小棋子,太陽只是銀河系幾千萬顆恆星中的一顆。而太陽在太陽系裡卻是當然的老大,名符其實的老大。太陽是太陽系唯一的恆星,其質量就佔有了太陽系全部質量的99.86,而八大行星、十幾顆矮行星、200餘顆衛星和無數地小天體加起來才佔有那麼一丁點~0.14%。

因此所有的這些拉七雜八的天體只能被太陽牽著鼻子轉,並跟著太陽在銀河系裡「同步」遊蕩,每秒鐘線速度達到250公裡,圍著銀河系中心公轉一圈需要約2.5億年。

當然整個太陽系就像一個大圓盤,所有的行星天體都圍繞著太陽系旋轉,這是這些天體都是形成於太陽恆星吸積盤,太陽吸收了大部分後,剩下一點邊角餘料殘渣餘孽就形成了行星等大小天體,這些天體都繼承了恆星盤的角動量,在太空沒有阻力的狀態下永遠的旋轉下去。

這就是大同步。

那麼小同步呢?我想大概是指有的行星被太陽引力潮汐力鎖定吧,也很可能是問題中的「有的星球」。

所謂潮汐鎖定,就是指兩個天體本來都有自己的公轉和自轉規律,但由於距離較近,引力分配到天體上的力不均衡,就會出現潮汐力。

最典型的就是月亮與地球的引力潮汐力,可以從地球上的海水看到。

地球雖然作為主星,比月球大很多,引力佔主導地位,已經鎖定了月球,但反過來月球也對地球有引力。

由於地球海水是流體,引力潮汐作用作用較為明顯,就可以看出月亮對著那裡,哪裡的海水就漲潮,叫「潮」;而沒有對著的地方,海水就被吸落下去,叫「汐」。潮汐就跟著月亮的移動而變化,就好像給了地球呼吸何生命。

但這種「呼吸」和「生命」是要付出代價的,潮汐消耗了星球自轉的動能,自轉就越來越慢,最終就被「潮汐鎖定」,就是只有一面朝著自己的二人轉夥伴。

不是流體的星球(剛體巖石星球,比如月球)的潮汐看起來不明顯,不會發生「漲潮」和「落潮」現象,但實際上受得潮汐力也是一樣的,也會變形,只不過沒有那麼明顯而已。

潮汐鎖定一般會先鎖定次星,就是相對小的天體(比如地球鎖定月球),但理論上大的天體也最終會被鎖定,當然這個時間需要很漫長。

天體距離越近潮汐力越大,因此距離越近則鎖定越快。但在太陽系嚴格意義上還沒有被鎖定的行星。

過去認為水星是被太陽鎖定了,但事實並沒有。1959年雷達觀測表明,水星自轉3周是公轉太陽兩周,實際上3:2的軌道共振。

而金星的自轉周期為243個地球日,公轉周期約224.7個地球日,自轉比公轉還要慢,也不屬於被潮汐鎖定。

其他的行星就更沒有被鎖定了。因此「有的星球會與太陽同步」的觀點不成立。

但從理論上來說,最終所有太陽系天體都會被太陽鎖定,太陽也會被鎖定,但要到那一天呢,目前還只能看到是無期徒刑,或許天荒地老也還沒鎖定吧。

不過太陽系行星的許多衛星就被主星鎖定了,這種現象很普遍。

地球鎖定了月球;火星鎖定了火衛一、火衛二;木星鎖定了8顆衛星;土星鎖定了15顆衛星;天王星鎖定了5顆衛星;海王星說定了海衛一和海衛八;冥王星與冥衛一(卡戎)相互鎖定。

就是這樣,歡迎討論。

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