宇宙中萬物都在永恆運動:那麼為什麼幾乎所有的天體都會自轉呢?
角動量守恆!事實上行星自轉的存在是因為角動量的守恆。之所以行星可以快速的自轉,是因為在其形成早期,它們凝聚出來的氣體雲具有非常小的角動量,因此才會有了現在的自轉。最開始有了氣體雲運動,因為角動量是守恆的,所以它們會一直存在自轉。
回答這個問題之前,我們需要想像一場撞球比賽。當你的桿擊中白球時,有時可能就會看見白球在打轉。大多數專家認為,在大約45億年前行星形成的時候,許多物質團都會碰撞在一起,因此行星獲得了最初的動能開始自轉。
但為什麼它們會朝向同一個方向自轉呢?當我們的太陽系只不過是一團氣體和塵埃雲時,由於附近的一顆超新星
我們的行星由於慣性而不斷的在自轉。在太空的真空中,自轉的物體會保持它們的動量和方向——因為沒有外力作用來阻止它們的自轉。因此,我們太陽系的其他行星——將繼續保持現有的自轉。
地球的自轉,圖Dna-webmaster
什麼是自轉?
自轉又可以稱為轉動,是物體圍繞其旋轉中心(或點)做一個圓形運動的現象。三維的物體總是可以圍繞(一種被稱為)旋轉軸的無數個虛線自轉。如果軸穿過其物體的整個質量中心,就可以可稱該物體在自轉。如果是物體圍繞一個外部點(例如地球圍繞太陽)的自轉,則可稱為公轉或軌道自轉,這通常是在引力作用下產生的。
天文學上的自轉
在天文學中,自轉是一種能普遍觀察到的現象。如恆星、行星和類似的天體都會在它們各自的軸線上自轉。首先我們會通過跟蹤它們的目視特徵來測量太陽系中行星的轉速。其次通過多普勒頻移或跟蹤其表面活動的特徵來測量恆星的自轉(如太陽表面的黑子)。
這種自轉在地球的參考系中會引起一種離心加速度,從而可以稍微抵消其對赤道附近引力的影響。一種有趣的效應是物體在赤道處(感受)的引力會稍微小一點。另一種效應則是赤道稍微隆起,並導致整個地球的形狀不是那麼的圓(扁球體)。
進動的運動。圖:NASA, Mysid
行星自轉也會導致另一種現象,這就是進動現象(歲差)。此現象與陀螺儀類似,行星軸運動過程中,軸線相對於背景星體會出現一定程度的輕微「擺動」,這種現象就是行星軸向進動(我們也叫歲差)。目前,地球的軸向與其軌道平面(黃道)的傾斜度是23.44度,但是這個角度會在數千年中緩慢的變化。
ESO 3.6米望遠鏡上空的星跡。圖:ESO/A.Santerne
自轉與公轉
雖然自轉常常被用作公轉的同義詞,但在許多領域中,特別是在天文學和與其相關的領域中,公轉,通常被稱為軌道自轉。詳細的說,公轉就是當一個物體繞另一個物體運動,而自轉是指繞一個物體中心軸的運動。衛星繞著行星公轉,行星繞著恆星公轉(如地球繞著太陽公轉),恆星繞著銀河系中心緩慢地公轉。然而星系各組成部分的運動是非常複雜的,但它們通常有一個公轉的分量。
逆行自轉
在我們太陽系的大多數行星中,包括地球,其自轉方向都與繞著太陽公轉的方向相同的。不過有些例外的行星,那就是金星和天王星。天王星相對於它的軌道幾乎是躺在黃道面上逆行自轉的。目前的推測是,天王星一開始的自轉方向與其它行星一樣為順行自轉的,但可能在其早期的歷史中受到過天體的巨大撞擊,因此才變成了今天我們所見的逆行自轉。金星逆行自轉的原因被認為可能是緩慢地向後旋轉(或者「上下倒置」)。另外矮行星冥王星(以前被認為是一顆行星)則為不同於上述情形的異常情況。
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文章作者:天文在線
審核人員:PLUTO
最終審核:零度星系
編輯用時:2018年11月29日 -2018年11月29日(花費時長:約5個小時)
審核用時:
最後更新:2019年2月2日星期六
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