چرخش رتروگراد

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

چرخش رتروگراد

پست توسط rohamavation »

حرکت رتروگراد در نجوم، به طور کلی، حرکت مداری یا چرخشی یک جسم در جهت مخالف چرخش اصلی آن، یعنی جسم مرکزی (شکل سمت راست) است. همچنین ممکن است حرکات دیگری مانند تقدم یا مهره محور چرخشی یک جسم را توصیف کند. حرکت پیشروی یا مستقیم حرکت عادی تر در همان جهتی است که چرخش اولیه است. با این حال، «رتروگراد» و «پیشرفت» می‌توانند به شیئی غیر از اصلی نیز اشاره کنند، اگر توضیح داده شود. جهت چرخش توسط یک چارچوب مرجع اینرسی، مانند ستاره های ثابت دور، تعیین می شود.
در منظومه شمسی، مدار تمام سیارات و بیشتر اجرام دیگر، به جز بسیاری از دنباله دارها، به دور خورشید پیش رونده است. آنها به دور خورشید در همان جهتی می چرخند که خورشید حول محور خود می چرخد، که وقتی از بالای قطب شمال خورشید مشاهده می شود، خلاف جهت عقربه های ساعت است. به جز زهره و اورانوس، چرخش سیارات نیز پیشرو است. بیشتر ماهواره های طبیعی مدارهای درجه یک به دور سیاره های خود دارند. ماهواره‌های پیش‌رونده اورانوس در جهت چرخش اورانوس به دور خورشید می‌چرخند. تقریباً تمام ماهواره های معمولی به صورت جزر و مدی قفل هستند و بنابراین دارای چرخش درجه یک هستند. ماهواره های رتروگراد عموما کوچک و دور از سیارات خود هستند، به جز ماهواره نپتون تریتون که بزرگ و نزدیک است. تصور می‌شود که همه ماهواره‌های رتروگراد قبل از اینکه توسط سیاره‌هایشان دستگیر شوند، جداگانه تشکیل شده‌اند.پارامترهای مداری و چرخشی
تمایل مداری
شیب یک جرم آسمانی نشان می دهد که مدار جسم رو به عقب است یا رو به عقب. شیب یک جرم آسمانی زاویه بین صفحه مداری آن و چارچوب مرجع دیگری مانند صفحه استوایی جسم اولیه است. در منظومه شمسی، تمایل سیارات از صفحه دایره البروج، که صفحه مدار زمین به دور خورشید است، اندازه گیری می شود. تمایل قمرها از استوای سیاره ای که به دور آنها می چرخند اندازه گیری می شود. جسمی با شیب بین 0 تا 90 درجه در حال چرخش یا چرخش در همان جهتی است که جسم اولیه در حال چرخش است. جسمی با شیب دقیقاً 90 درجه، مداری عمود بر هم دارد که نه پیشرو است و نه رو به عقب. جسمی با شیب بین 90 تا 180 درجه در مدار رتروگراد قرار دارد.شیب محوری
انحراف محوری یک جرم آسمانی نشان می دهد که چرخش جسم پیش رونده یا قهقرایی است. شیب محوری زاویه بین محور چرخش جسم و خطی عمود بر صفحه مداری آن است که از مرکز جسم می گذرد. جسمی با شیب محوری تا 90 درجه در همان جهت اصلی خود می چرخد. جسمی با انحراف محوری دقیقاً 90 درجه دارای چرخش عمودی است که نه پیشرو است و نه واپسگرا. جسمی با شیب محوری بین 90 تا 180 درجه در جهت مخالف جهت مداری خود در حال چرخش است. صرف نظر از تمایل یا شیب محوری، قطب شمال هر سیاره یا قمر در منظومه شمسی به عنوان قطبی تعریف می شود که در همان نیمکره آسمانی قطب شمال زمین قرار دارد.اجرام منظومه شمسی
هر هشت سیاره در منظومه شمسی در جهت چرخش خورشید به دور خورشید می چرخند که وقتی از بالای قطب شمال خورشید به آن نگاه کنیم، خلاف جهت عقربه های ساعت است. شش سیاره نیز حول محور خود در همین جهت می چرخند. استثناها - سیارات با چرخش رتروگراد - زهره و اورانوس هستند. شیب محوری ناهید 177 درجه است، به این معنی که تقریباً دقیقاً در جهت مخالف مدار خود می چرخد. اورانوس دارای شیب محوری 97.77 درجه است، بنابراین محور چرخش آن تقریباً با صفحه منظومه شمسی موازی است. دلیل انحراف محوری غیرمعمول اورانوس با قطعیت مشخص نیست، اما حدس و گمان معمول این است که در طول شکل گیری منظومه شمسی، یک پیش سیاره به اندازه زمین با اورانوس برخورد کرد و باعث جهت گیری کج شدجزر و مد خورشیدی چرخش زهره را کاهش می دهد.
یک قانون کلی در مورد اثرات جزر و مدی بر چرخش به این صورت است: نیروهای جزر و مدی باعث می شوند که بردار حرکت زاویه ای ناشی از چرخش با بردار حرکت مداری مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، زمین و ماه آن را در نظر بگیرید. بردار چرخشی زمین با قدر 2π رادیان در روز به سمت شمال است. بردار مداری نیز (تقریباً) به سمت شمال است، اما تنها حدود 2π رادیان در هر 27 روز است (با استفاده از دوره مداری جانبی). بنابراین برای ردیف کردن بردار چرخش با مدار یک، چرخش زمین در حال کاهش است.
اکنون این مفهوم را در مورد زهره که به دور خورشید می چرخد، اعمال کنید. در اینجا بردارها در جهت مخالف هستند، بنابراین نیروهای جزر و مدی تمایل به معکوس کردن بردار چرخش دارند. چرخش باید کند شود، و اگر به طور نامحدود ادامه یابد، انتظار داریم که در نهایت متوقف شود و سپس معکوس شود!
زمین به کدام سمت می چرخد؟
زمین مانند اکثر سیارات منظومه شمسی در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد. دارای شیب محوری 23 درجه در جهت پیشروی است. ما تا به حال از کلمه «پیشرفت» و «عقب‌نشین» استفاده کرده‌ایم، در واقع به چه معنا هستند؟ بیایید دریابیم.
چرخش پیشرو و رتروگراد چیست؟
چرخش سیاره حول محور خود به طور کلی می تواند دو نوع باشد: پیشروی و پسرفت. اگر به قطب شمال زمین نگاه می کنید، چرخش پیشروی نشان می دهد که حرکت در همان جهت چرخش خورشید است - که خلاف جهت عقربه های ساعت است. چرخش رتروگراد برعکس آن است (در جهت عقربه های ساعت). بیشتر سیارات منظومه شمسی ما، از جمله زمین، در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخند، اما گفته می‌شود که زهره و اورانوس چرخش وارونه یا در جهت عقربه‌های ساعت حول محورهای خود دارند. همچنین، تمام سیارات دارای مقداری شیب هستند، یعنی محور چرخش آنها کاملاً مستقیم نیست، بلکه کمی کج شده است. به جز زهره و اورانوس که به هر حال در مورد چرخش انحراف دارند، سیارات منظومه شمسی ما معمولاً دارای شیب بین 2 تا 29 درجه هستند.
اورانوس دارای انحراف 97 درجه است که باعث می شود محور چرخشی آن تقریباً افقی به صفحه مداری باشد. این بدان معناست که اورانوس به جای چرخش یک طرفه مانند سیارات دیگر، از بالا به پایین می چرخد! انحراف زهره 3 یا 177 درجه بر اساس نظریه ای است که می خواهید به آن اعتقاد داشته باشید
چرا اورانوس و زهره متفاوت می چرخند؟
یکی از محبوب‌ترین توضیح‌ها برای ناهنجاری‌ها در جهت چرخش این است که در تاریخ اولیه منظومه شمسی، زهره و اورانوس هر دو مانند سایر سیارات خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخند. با این حال، در وقایع بعدی، زهره جهت خود را معکوس کرد و اورانوس بر روی محور خود سقوط کرد. بیایید تک تک آنها را درک کنیم.
چرا زهره به عقب می چرخد؟
زمانی که دانشمندان در دهه 50 و 60 میلادی شروع به بررسی زهره کردند، انتظار داشتند که این سیاره بسیار ضعیف باشد. با این حال، در کمال تعجب، زهره کاملاً قابل توجه بود. کشف شد که زهره و نه عطارد داغ ترین سیاره منظومه شمسی است و سطح زهره جهنمی از باران اسیدی است! و عجیب ترین چیز از منظر دینامیک چرخشی چرخش معکوس آن بود.
اگرچه در مطالعات بعدی که روی این سیاره انجام دادیم، چیزهای زیادی در مورد جو آن کشف کردیم، اما دقیقاً مطمئن نیستیم که چرا به عقب می چرخد. اما چند تئوری وجود دارد که سعی می کند پاسخ دهد چرا زهره در حرکت رتروگراد می چرخد.
زهره داغ ترین سیاره منظومه شمسی ما در جهت معکوس می چرخد
تاثیر یک برخورد
یکی از فرضیه‌های اولیه که چرا زهره به عقب می‌چرخد این است که میلیون‌ها سال پیش، زمانی که زهره در یک حرکت پیشرونده می‌چرخید، توسط یک سیارک غول‌پیکر که جهت خود را معکوس کرد، به شدت برخورد کرد. این فرضیه زمانی رد شد که تیمی از محققان که بر روی داده‌های راداری کار می‌کردند، در طول مطالعه خود ناهنجاری‌هایی را در این ایده شناسایی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که احتمالات برای این فرضیه که چرا زهره به روش اشتباه می چرخد، صرفاً بر اساس تخیل محدود است. به دست آوردن شواهد پشتیبان برای همین امر دشوارتر است. منتقدان این فرضیه برخورد برخورد می گویند که سیارکی به اندازه کافی بزرگ برای معکوس کردن چرخش زهره نیز به اندازه کافی قوی است که خود سیاره را نابود کند!
نیروهای اصطکاک و جزر و مد
سپس تیم دیگری از محققان یک فرضیه مبتنی بر شواهد دیگر ارائه کردند. آن‌ها تصور می‌کردند که زهره از زمان پیدایش در واقع به همین شکل می‌چرخد، اما فقط در نقطه‌ای واژگون شد، یعنی وارونه شد! حال این سوال از این فرضیه ناشی می شود: چه چیزی باعث چرخش سیاره شد؟ خوب، این ممکن است به دلیل جو زهره و فرآیند اسرارآمیز آن اتفاق بیفتد.
زهره متمایز است یعنی؛ لایه هایی مانند سیاره خودمان دارد. مانند زمین، زهره نیز دارای هسته ای است که توسط گوشته پوشانده شده است که سپس توسط پوسته پوشانده می شود. اکنون با چرخش این سیاره حول محور خود، اصطکاک بین هسته و گوشته وجود خواهد داشت. علاوه بر این، زهره دارای یک جو واقعا ضخیم است که نیروهای جزر و مدی قوی را تجربه می کند. این فرضیه نشان می دهد که در یک نقطه از گذشته اصطکاک قوی بین هسته و گوشته و بالاکشش جزر و مدی tmospheric می توانست گشتاور کافی بزرگی ایجاد کند که سیاره را بی ثبات کرده و آن را تقریباً 180 درجه برگرداند. به همین دلیل است که بسیاری بر این باورند که زهره 177 درجه چرخیده است در حالی که دیگران معتقدند انحراف آن 3 درجه است.
میدان مغناطیسی خورشید
اگر با ایده تلنگر $177o$ قانع نشده اید، چند فرضیه دیگر وجود دارد. یکی از آنها این است که زهره ممکن است به تدریج کند شده و سپس جهت خود را معکوس کرده باشد. طرفدار این فرضیه بر این باور است که این می‌تواند در اثر برهمکنش با میدان مغناطیسی خورشید یا ترکیبی از این برهم‌کنش و جزر و مد جوی ایجاد شده باشد. این فرضیه نشان می دهد که جو خشن زهره اولین حرکت دهنده در جهت معکوس بوده است. سپس این گشتاور لازم برای چرخش کل سیاره در جهت معکوس را فراهم می کرد.
تثبیت پس از برخورد
جالب توجه است که نظریه اصلی برخورد برخورد که برای اولین بار برای منطقی کردن چرایی چرخش ناهید به روش اشتباه مطرح شد، در واقع در دانشگاه اخترفیزیک بازگشتی دارد - یا حداقل نسخه دیگری از آن است. تحقیقات اخیر نشان می دهد که در روزهای اولیه منظومه شمسی، زهره قبلاً بسیار کوچکتر از آنچه اکنون است بود و یک جرم آسمانی تقریباً هم اندازه با زهره برخورد کرد و چرخش اولیه خود را معکوس کرد. به جای نابودی زهره، این دو قطعه با هم جمع شدند و سیاره ای با اندازه بزرگتر را تشکیل دادند که امروز می بینیم. برخلاف نظریه اصلی برخورد، شواهد بالقوه ای برای این گزاره وجود دارد.
بر اساس توپوگرافی زهره، دانشمندان بر این باورند که در داخل سیاره در مقایسه با زمین، آب زیادی وجود ندارد. یک برخورد در زهره می توانست انرژی برای خلاص شدن از آن فراهم کند. بنابراین این فرضیه دلیل خشک بودن ناهید را توجیه می کند. اما همه کارشناسان با این پیشنهاد موافق نیستند. برخی استدلال می کنند که زهره به جای برخورد، آب خود را در اثر تبخیر از دست داده است.
خوب، می بینید که فرضیه های زیادی وجود دارد که دلایل متفاوتی در مورد اینکه چرا زهره به سمت عقب می چرخد ​​وجود دارد. برای اینکه بگوییم مطمئناً، باید در مورد دینامیک اولیه زهره به ویژه سرعت چرخش و شیب محوری آن بیشتر بدانیم. متأسفانه، به دست آوردن شواهدی در مورد پویایی اولیه زهره از میلیاردها سال پیش دشوار است. بنابراین، مگر اینکه ما یک ماشین زمان واقعا خوب بسازیم، این موضوع همچنان بحث داغی خواهد بود!
من می خواهم به عقب بچرخم
چرا اورانوس به جای چرخیدن می غلتد؟
سیاره دیگری که توجه ستاره شناسان را به دلیل دینامیک چرخشی غیرعادی اش برانگیخته است، اورانوس است. همه سیارات حول محور خود می چرخند، البته با کمی شیب. اما اورانوس آنقدر کج شده است که به جای چرخیدن می غلتد! با شیب 97oit دارای جهت گیری واقعا منحصر به فرد چرخش است. علاوه بر این، حتی حلقه‌ها و سیارات اورانوس نیز به همان درجه کج می‌شوند. چرخش چرخ و فلک مانند اورانوس برای چندین دهه بسیاری از اخترفیزیکدانان را شگفت زده کرده است.
یکی از سوالات مربوط به اورانوس این است که چرا به پهلو خوابیده است؟ مشابه حدسی که برای چرخش زهره انجام شده است، محققان معتقدند که در روزهای اولیه، اورانوس حرکت پیشروی طبیعی داشت. اما در جایی پایین تر، یک جرم آسمانی سنگین (بزرگتر از اندازه زمین) به آن برخورد کرد که این غول یخی را 97 درجه کج کرد و همچنین منجر به تشکیل حلقه ها و قمرهایی شد که با همان شیب به دور آن می چرخند. یک مطالعه منتشر شده در سال 2011 نشان می دهد که برای به دست آوردن این نتیجه چرخش کج بیش از یک ضربه لازم است.
ما به اندازه زهره اطلاعات زیادی درباره اورانوس نداریم. این به این دلیل است که اورانوس از زمین دور است - تقریباً 3 میلیارد کیلومتر. تنها یک فضاپیما وجود دارد که از اورانوس عبور کرده است و آن Voyager 2 است که اتفاقاً دورترین جسم ساخته شده توسط انسان است که تاکنون در فضا سفر کرده است.
بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که تنها در صورتی می توانیم بفهمیم که چرا اورانوس تا این حد به محور خود کج شده است که بتوانیم درون آن را بررسی کنیم. و برای انجام این کار به اندازه گیری گرانش نیاز داریم که تنها با فرستادن یک مدارگرد برای گردش در مدار اورانوس امکان پذیر است. و همانطور که تازه فهمیدیم که تنها یک فضاپیما تا کنون به اورانوس رسیده است - آن هم سه دهه قبل! اکتشاف اورانوس برای ماموریت‌های فضایی آینده زیر نظر ناسا است. در آینده ای نزدیک، می توانیم ببینیم که یک مدارگرد در نهایت راز پشت چرخش غیرعادی این سیاره سرد یخی را آشکار می کند!.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست