自轉軸和公轉平面不垂直的現象,幾乎所有天體都是這樣的,因為在角動量守恆的前提下,沒有任何力量會讓天體的自轉軸和公轉平面趨向於垂直。
地球圍繞太陽公轉的平面叫做黃道平面,地球自轉軸和黃道平面存在一個66°34'的夾角,互補角就是黃赤交角23°26',這是地球產生周期性四季變化的原因,正是有了黃赤交角,地球接受太陽輻射更均勻,對地球生命來說有著極其重要的意義。
八大行星都和公轉平面存在一定的非垂直夾角,其中天王星的赤道和公轉軌道夾角高達97.77°(平面角),於是天王星看起來幾乎是橫躺著圍繞太陽公轉。
根據太陽系的形成模型和角動量守恆,行星在恆星周圍剛形成時,自轉軸和公轉軌道應該趨向於垂直的,但是形成後的行星,會與其他天體發生側面碰撞,在碰撞過程中,就有可能使自身的傾角發生變化。
比如有關地球傾角的說法,就與月球形成有關,該說法猜測大約在45億年前,太陽系環境比較混亂,剛形成的地球遭受到一顆外來巨型天體的撞擊,碰撞拋出的物質形成了如今的月球,並讓地球的自轉軸發生較大的偏移,於是地球有了明顯的四季之分。
在角動量守恆的前提下,地球傾角一直得以保持,但也不是完全固定的,實際上地球傾角也存在周期性的變換,這是由於地球進動引起的,一個循環周期叫做一個柏拉圖年,大約是26000年,也就是說地球的南北回歸線實際上在緩慢地周期性移動。
像自轉軸和公轉平面不垂直的現象,不止是衛星和行星如此,恆星也還是一樣的,我們太陽圍繞銀河系公轉,公轉周期大約是2.2億年,太陽平均自轉周期為25.38天,太陽自轉軸和公轉平面也不垂直,這是天文學上的普遍現象;就像你隨機轉動一個陀螺,陀螺不可能剛好完全垂直於地面一樣。
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