Astronomija

Pogrešna orbita planete

Pogrešna orbita planete


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Želio bih izračunati Merkurovu orbitu u Mathematici. Moji početni uvjeti, u AU i AU / godini, su:

x = (-3,610096904077567 * 10 ^ -1); y = (-2,285553971112067 * 10 ^ -1); z = (-8,467301297840119 * 10 ^ -2); vx = (9,95457152429289 * 10 ^ -3 * 365,25); vy = (-1,918192442772782 * 10 ^ -2 * 365,25); vz = (- 1,122871068908956 * 10 ^ -2 * 365,25);

Izražavam M, G, c u Msun, AU, godina:

M: = 1; G: = 4  Pi ^ 2; c: = 63197,7909261;

Ako riješim Newtonove jednadžbe, sve funkcionira i dobivam ispravnu orbitu. Ali ako pokušam s relativističkim jednačinama:

sol = NDSRješiti [{(c ^ 2 r [ [Tau]] (-c ^ 2 + GM r [ [Tau]]) Derivat [1] [r] [ [Tau]] ^ 2 + GM (c ^ 2 - 2 GM r [ [Tau]]) ^ 2 Derivat [1] [t] [ [Tau]] ^ 2) / (c ^ 2 - 2 GM r [ [Tau]]) == c ^ 2 r [ [Tau]] ^ 2 (r ^  [Prime]  [Prime]) [ [Tau]], Sin [ [Theta] [ [Tau]]] (2 Cos [ [Theta ] [ [Tau]]] Derivat [1] [ [Theta]] [ [Tau]] Derivat [1] [ [Phi]] [ [Tau]] + Sin [ [Theta] [ [ Tau]]] ( [Phi] ^  [Prime]  [Prime]) [ [Tau]]) == 0, Cos [ [Theta] [ [Tau]]] Sin [ [Theta] [  [Tau]]] Derivat [1] [ [Phi]] [ [Tau]] ^ 2 == ( [Theta] ^  [Prime]  [Prime]) [ [Tau]], 2 GM Izvedena [1] [r] [ [Tau]] Izvedena [1] [t] [ [Tau]] == (c ^ 2 - 2 GM r [ [Tau]]) (t ^  [Prime]  [Prime]) [ [Tau]], r [0] == 0,4355859102907327 ', r' [0] == 1,46359,  [Phi] [0] == -2,5771894914147078 ',  [Phi]' [0 ] == 18.406053400410222 ',  [Theta] [0] == 1.766430630766984',  [Theta] '[0] == 8.975543771872271', t [0] == 0.00000000, t '[0] == 0.0003188110212866474'}, {r,  [Phi],  [Theta], t}, { [Tau], 0, 1}]

tamo gdje se početni uvjeti pretvaraju iz kartezijanskih u sferne, ne dobivam pravu orbitu:

 [Phi] s [tt_] =  [Phi] [tt] /. sol [[1]] /. tt ->  [Tau] rs [tt_] = r [tt] /. sol [[1]] /. tt ->  [Tau]  [Theta] s [tt_] =  [Theta] [tt] /. sol [[1]] /. tt ->  [Tau] ParametricPlot [{(rs [tt] * Sin [ [Theta] s [tt]] * Cos [ [Phi] s [tt]]), (rs [tt] * Sin [ [Theta] s [tt]] * Sin [ [Phi] s [tt]])}, { [Tau], 0, 1}]

Ne razumijem Ako nešto nije u redu s početnim uvjetima, jer sam koristio Newtonove jednadžbe s istim postupkom i jedinicama i sve je radilo.


Zašto neke planete krivo orbitiraju izvansolarni uvid u naš Sunčev sistem

SLIKA: Retrogradni vrući Jupiter: tranzitni gigantski planet kruži vrlo blizu zvijezde i u smjeru suprotnom od rotacije zvijezda. Ova neobična konfiguracija rezultat je gravitacijskih perturbacija. vidi više

Više od 500 ekstrasolarnih planeta - planeta koje kruže oko zvijezda osim Sunca - otkriveno je od 1995. Ali samo u posljednjih nekoliko godina astronomi su primijetili da se u nekim od ovih sistema zvijezda okreće u jednom smjeru, a planeta se kružeći oko te zvijezde u suprotnom smjeru.

"To je stvarno čudno, a još je čudnije jer je planeta tako blizu zvijezde", rekao je Frederic A. Rasio, teorijski astrofizičar sa Univerziteta Northwestern. "Kako se jedan može vrtjeti u jednom, a drugi u orbiti u sasvim drugom smjeru? To je ludo. Tako očito krši našu najosnovniju sliku o stvaranju planeta i zvijezda."

U pitanju su planete obično ogromne planete nazvane "vrući Jupiteri" koje kruže u neposrednoj blizini svoje centralne zvijezde. Otkrivanje kako su se ove ogromne planete toliko približile svojim zvijezdama dovelo je do Rasia i njegovog istraživačkog tima da objasne i njihove okrenute orbite. Detalji njihovog otkrića objavljeni su u izdanju časopisa Nature 12. maja.

"A ovo otkriće je širi utjecaj NSF-ove podrške za magnetsku rezonancu za akviziciju računarskog klastera", rekla je Beverly Berger, direktorica NSF-ovog programa za gravitacijsku fiziku. Koristeći ga i izvodeći računalne simulacije velikih razmjera, istraživači Rasio-a postali su prvi koji su modelirali kako se vruća Jupiterova orbita može okrenuti i krenuti u smjeru suprotnom od vrtnje zvijezde. Gravitaciona poremećaja daleko udaljenije planete rezultiraju vrućim Jupiterom koji ima i "pogrešan put" i vrlo blisku orbitu.

"Jednom kada dobijete više od jedne planete, planete se međusobno gravitiraju gravitacijski," rekao je Rasio. "Ovo postaje zanimljivo jer to znači da koja god orbita na kojoj su nastali nije nužno orbita na kojoj će ostati zauvijek. Ta međusobna poremećaja mogu promijeniti orbite, kao što vidimo u ovim ekstrasolarnim sistemima."

Objašnjavajući neobičnu konfiguraciju ekstrasolarnog sistema, istraživači su takođe dodali naše opšte razumevanje nastanka i evolucije planetarnog sistema i razmislili o tome šta njihova otkrića znače za Sunčev sistem.

"Mislili smo da je naš Sunčev sistem tipičan za svemir, ali od prvog dana sve je izgledalo čudno u ekstrasolarnim planetarnim sistemima", rekao je Rasio. "To nas čini neobičnom. Učenje o tim drugim sistemima daje kontekst koliko je naš sistem poseban. Čini se da zasigurno živimo na posebnom mjestu."

Fizika koju je istraživački tim koristio da bi riješio problem je u osnovi orbitalna mehanika, ista vrsta fizike koju NASA koristi za slanje satelita oko Sunčevog sistema.

"Bio je to prekrasan problem", rekao je Naoz, "jer odgovor nam je bio toliko dugo. Ista je to fizika, ali nitko nije primijetio da to može objasniti vruće Jupitere i okrenute orbite."

"Izračunavanje nije bilo očito ni lako", rekao je Rasio, "Neke aproksimacije koje su drugi koristili u prošlosti zaista nisu bile sasvim ispravne. Radili smo to ispravno prvi put u 50 godina, velikim dijelom zahvaljujući upornost Smadara. "

"Potrebna je pametna, mlada osoba koja prvo može izračunati na papiru i razviti potpun matematički model, a zatim ga pretvoriti u računarski program koji rješava jednadžbe", dodao je Rasio. "Ovo je jedini način na koji možemo proizvesti stvarne brojeve kako bismo ih usporedili sa stvarnim mjerenjima koja su poduzeli astronomi."

U svom modelu istraživači pretpostavljaju zvijezdu sličnu suncu i sistem s dvije planete. Unutarnja planeta je plinski gigant sličan Jupiteru, a u početku je daleko od zvijezde, gdje se smatra da nastaju planete tipa Jupiter. Vanjska planeta je također prilično velika i udaljenija je od zvijezde od prve planete. On komunicira sa unutrašnjom planetom, uznemiravajući je i uzdrmavajući sistem.

Učinci na unutrašnju planetu su slabi, ali se nakupljaju u vrlo dugom vremenskom periodu, što rezultira dvjema značajnim promjenama u sistemu: unutarnji plinski gigant orbitira vrlo blizu zvijezde, a njegova orbita je u suprotnom smjeru od centralne zvijezde spin. Prema modelu, promjene se događaju jer dvije orbite izmjenjuju kutni zamah, a unutarnja gubi energiju zbog jakih plima i oseka.

Gravitaciona sprega između dvije planete dovodi do toga da unutrašnja planeta prelazi u ekscentričnu orbitu u obliku igle. Mora izgubiti puno kutnog zamaha, što čini bacajući ga na vanjsku planetu. Orbita unutrašnje planete postepeno se smanjuje jer se energija raspršuje kroz plimu i oseku, približavajući se zvijezdi i stvarajući vrući Jupiter. Pri tome se orbita planete može okrenuti.

Samo oko četvrtine astronomskih promatranja ovih vrućih Jupiterovih sistema pokazuju okrenute orbite. Sjeverozapadni model mora biti u stanju proizvesti i okrenute i neokrenute orbite, i to čini, rekao je Rasio.

Naslov rada je "Vrući Jupiteri iz sekularnih interakcija planeta-planeta." Pored Rasia i Naoza, drugi autori rada su Will M. Farr, postdoktorand u Centru za interdisciplinarno istraživanje i istraživanje u astrofiziki (CIERA) Yoram Lithwick, docent fizike i astronomije i Jean Teyssandier, gostujući preddoktorand, svi sa sjeverozapada.

Nacionalna naučna fondacija, sjeverozapadna CIERA i stipendija fondacije Peter i Patricia Gruber podržali su istraživanje.

Izjava o odricanju odgovornosti: AAAS i EurekAlert! nisu odgovorni za tačnost vijesti objavljenih na EurekAlertu! doprinosom institucijama ili za upotrebu bilo kojih informacija putem sistema EurekAlert.


Asteroid iz drugog zvjezdanog sistema pronašao je krivu putanju u blizini Jupitera

U našem Sunčevom sistemu pronađen je stalni posetilac iz međuzvezdanog svemira, otkrili su astronomi koji proučavaju asteroid koji kruži oko našeg sunca.

Iako se smatra da su sudari kometa i asteroida iz Zemlje unutar našeg Sunčevog sistema donijeli organski materijal i vodu neophodne za nastanak života, stručnjaci kažu da najnovije otkriće sugerira da su tijela izvan Sunčevog sustava također mogla imati ulogu.

"Bilo bi vrlo zanimljivo otići i više ga promatrati i razumjeti njegov sastav", rekao je vodeći autor dr. Fathi Namouni iz Observatoire de la Côte d’Azur.

"Prije [otkrića ovog asteroida] morali smo samo raditi na objašnjavanju fenomena Sunčevog sistema s objektima koji se nalaze u Sunčevom sustavu i za koje se smatralo da su stalno dio Sunčevog sistema," rekao je. "Sad imamo nove izvore materijala koji su zapravo utjecali na Sunčev sistem - i tako Sunčev sistem nije odrastao izolirano."

Najnovije otkriće prvi put otkriva da je asteroid koji se čini stalnim članom našeg Sunčevog sistema otkriven kao porijeklo iz drugog zvjezdanog sistema. 'Oumuamua, asteroid koji je početkom ove godine primijetio naš sunčev sistem, bio je samo u prolaznoj posjeti.

Poznati kao asteroid 2015 BZ509, stalni je posjetitelj dugačak oko 3 km, a prvi put ga je primijetio krajem 2014. godine projekt Pan-Starrs u opservatoriji Haleakala na Havajima. Stručnjaci su brzo shvatili da je asteroid putovao oko Sunca u suprotnom smjeru od planeta - retrogradna orbita.

Animacija prikazuje put asteroida koji putuje pogrešnim putem oko sunca - video

Daljnji rad na asteroidu otkrio je da je potrebno isto toliko vremena da orbitira oko Sunca kao i planeta Jupiter na sličnoj prosječnoj udaljenosti, iako u suprotnom smjeru i s različitim oblikovanim putem, što ukazuje na to da njih dvije imaju gravitacijske interakcije.

Ali bilo je izazovno otkriti gdje je asteroid došao.

Asteroidi koji kruže oko sunca stazama koje ih vode između džinovskih planeta - Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna - poznati su kao kentauri, a smatra se da bi mnogi mogli doći iz udaljenih pojasa materijala u Sunčevom sistemu, poput raspršenog diska ili Oortov oblak. Poznato je da nekoliko, poput BZ509, ima retrogradne staze, iako nije jasno kako su završili na takvim orbitama.

Štoviše, orbite kentaura teško je precizno utvrditi i smatra se da su nestabilne.

Ali postojao je trag da je bilo nešto neobično u vezi s BZ509: dok su prethodne studije sugerirale da retrogradni kentauri ostaju gravitacijski "vezani" za planete najviše 10 000 godina, nedavni radovi sugeriraju da je orbita ovog asteroida bila povezana s Jupiterom mnogo duže, vjerojatno kao rezultat mase planete i način na koji oboje treba isto vrijeme da kruži oko Sunca.

Pišući u Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Namouni i koautor dr. Helena Morais sa Državnog univerziteta u Sao Paulu u Brazilu opisuju kako su razvili novi računarski model koji im je omogućio milion mogućnosti za orbitu asteroida, svaka sa malim razlike i pratiti njihov razvoj.

Na iznenađenje tima, rezultati otkrivaju da se čini da je orbita asteroida najvjerojatnije ostala vrlo slična i povezana s Jupiterom 4,5 milijarde godina - drugim riječima, od kraja formiranja planete. "To je bilo potpuno neočekivano", rekao je Namouni.

Otkriće pruža vitalne tragove o porijeklu asteroida. "To ne bi mogli biti ostaci Sunčevog sistema jer se sa 4,5 milijardi godina svi objekti, planete, asteroidi, komete u Sunčevom sistemu kreću oko Sunčevog sistema u istom pravcu", rekao je, dodajući da model sugerira najvjerovatnije objašnjenje je da je asteroid uhvatio Jupiter dok je projurio kroz Sunčev sistem iz međuzvjezdanog svemira. "To znači da je vanzemaljac Sunčevog sistema", rekao je.

Namouni je rekao da malo vjerovatno da će asteroid biti jedini imigrant Sunčevog sustava. Kompjutersko modeliranje otkriva da bi asteroidi koje je Jupiter zarobio, ali su se potom oslobodili od gravitacionog privlačenja planete, sada kružili oko Sunca na putu okomitom na ravan Sunčevog sistema. Namouni kaže da bi astronomi trebali krenuti u lov na takva tijela. "Kada je [BZ509] zarobio [Jupiter], vjerovatno nije uhvaćen sam od sebe ili je možda pukao", rekao je.

Doktorica Licia Ray, planetarna naučnica sa Univerziteta Lancaster koja nije bila uključena u istraživanje, rekla je da je otkriće tijela iz drugog zvjezdanog sistema usred Sunčevog sistema bilo uzbudljivo.

"To znači da možete dobiti puno unakrsne kontaminacije, zbog nedostatka bolje riječi, zvjezdanih planetarnih sistema tokom njihovog formiranja", rekla je, dodajući da bi moglo biti da su drugi asteroidi ušli u naš Sunčev sistem i srušili se na sunce , izbačeni su ili čak razbijeni na planete ili mjesece - primamljiva mogućnost, najmanje zbog toga što se smatra da mjeseci Jupitera i Saturna imaju povoljne uslove za vanzemaljski život.

"To definitivno može značiti da možete dobiti organske gradivne blokove [života] koji se šire između različitih sistema", rekla je.

Tim se sada nada da će ići dalje. "Nastojimo primijeniti našu simulaciju vremenskog stroja na orbite drugih retrogradnih kentaura kako bismo vidjeli odakle dolaze", rekao je Namouni.


Gliese 581: Pravi sistem, pogrešna planeta?

Novi rad na zanimljivom planetarnom sistemu Gliese 581 & # 8217 mogao bi se pokazati zastrašujućim za one koji se nadaju planeti u naseljenoj zoni. Sa dvije & # 8216 Super-Zemlje & # 8217 i svijetom klase Neptun, ovo je sistem koji važi za detaljnom analizom. Ženevski tim koji je otkrio super-Zemlje izračunao je površinske temperature na Gliese 581 c na oko 20 stepeni C. Izostavili su vjerovatni efekat staklene bašte u atmosferi.

Budući da je ovdje nastanjivost definirana kao prisustvo tečne vode na površini, ne ovisi samo o centralnoj zvijezdi, već i o svojstvima planeta koji je okružuju. Werner von Bloh (Potsdamski institut za istraživanje uticaja klime) i tim bave se pitanjem nastanjivosti u smislu atmosfere. Iz njihovog rada:

Habitabilnost je povezana sa fotosintetskom aktivnošću planete, koja zauzvrat ovisi o atmosferskoj koncentraciji CO2 u planeti, i na to snažno utječe planetarna dinamika. U principu, to dovodi do dodatnih prostornih i vremenskih ograničenja nastanjivosti, jer se zvjezdasti HZ (definiran za određeni tip planete) vremenom sužava zbog stalnog smanjenja planetarne atmosferske koncentracije CO2.

Iz ovoga, tim proučava ograničenja naseljivih zona za super-Zemlje, koristeći model termičke evolucije koji uzima u obzir atmosferski ugljen-dioksid i različite omjere između vode i kopna. Rezultati: Obje super-Zemlje u sistemu Gliese 581 nalaze se unutar radijusa zaključavanja plime i oseke, a cijelo vrijeme drže jedno lice okrenuto prema zvijezdi. Gliese 581 c, izvor tolikog broja nagađanja u medijima o zemaljskim svjetovima, ispada da je previše vruć da bi podržao život. Čak i skalirajući za zvjezdani sjaj, bliže je svojoj zvijezdi nego što je Venera našoj.

Ali mi nismo baš gotovi. Zanimljivo je da je Gliese 581 d, super-zemlja sa otprilike osam zemaljskih masa, mogla stvoriti gustu atmosferu. Uz pretpostavljene barem neke od klimatskih modela i pritiska ugljen-dioksida, planeta se gura unutar naseljive zone i mogla bi biti nastanjiva u periodu od 7,2 milijarde godina. Iz rada:

Planeta sa osam Zemljinih masa ima više isparljivih materija nego planeta veličine Zemlje da bi izgradila tako gustu atmosferu. Ovo sprečava smrzavanje atmosfere zbog zaključavanja plime i oseke. U slučaju ekscentrične orbite Gl 581d (e = 0,2), planeta je nastanjiva za čitav opseg sjaja razmatran u ovoj studiji, čak i ako se pretpostavlja da je maksimalni pritisak CO2 nizak od 5 bara. Williams & # 038 Pollard (2002) zaključio je da planeta s dovoljno gustom atmosferom može imati utočište čak i ako je njena orbita privremeno izvan HZ-a. U zaključku bismo mogli očekivati ​​da je život možda nastao na GL 581d.

Autori nastavljaju dodavati ovo upozorenje: Kompliciran život je malo vjerojatan zbog onoga što opisuju kao & # 8216ostale nepovoljne uvjete okoline. & # 8217 Ali naravno, nismo pobijedili sve dok ne možemo pogledati potencijalne biomarkere u atmosferi obje ove super-Zemlje. To će morati sačekati kasnije svemirske misije poput ESA-e & # 8217s Darwin i bilo koje misije koja proizlazi iz istraživanja Zemaljskog planera. S obzirom na nesigurnost finansiranja i tekuću tehnološku ponovnu procjenu, možda već neko vrijeme nemamo konačan odgovor na Glieseov sistem.

Hvala Andyu na pokazivaču na ovaj, a također čestitam. Pročitajte komentare na našu prvu priču o Gliese 581 c i vidjet ćete da je Andy došao do izuzetno sličnih zaključaka nedugo nakon što je priča pukla. Dobar posao! Rad je von Bloh i suradnici, & # 8220Stanljivost superzemalja u Gliese 581, & # 8221 dostupna na mreži.

Komentari na ovaj unos su zatvoreni.

Ne mislim da je Gl581c još totalni otpis, ali Gl581d je definitivno ljepši od njih dvoje, ali obojica su poprilično gadna & # 8211 & # 8220c & # 8221 je vrlo vruće, vjerojatno mokar staklenik & # 8220d & # 8221 grije masivna atmosfera CO2. Uzimajući u obzir vjerovatnoću prekomjerne opskrbe vodom, i oni su pokriveni dubokim okeanima i slojevima Leda VII & # 8211. Pobijedili smo dok ne krenemo tražiti sebe ili dok se interferometri i koronagrafi velike veličine ne izgrade iza Jupitera i Zodiakalne prašine.

U pravu si, Adame. Iz trenutnog izgleda stvari, nijedno od ovih mjesta ne izgleda optimalno za život, a oznaka & # 8216terrestrial & # 8217 brzo blijedi. Sada možemo nagađati koji će biti sljedeći kandidat za svijet sličan Zemlji. S obzirom na to kako se brzo stvari odvijaju, pretpostavljam da ćemo uskoro imati još jednu zanimljivu mogućnost.

Sa svim Jupitersima i Neptunima koje smo pronašli, ima li iko pretpostavku koliko velikih mjeseci živi u njihovoj naseljenoj zoni? Već sam vidio temu o kojoj smo već razgovarali, ali ne mogu se sjetiti da sam vidio pretpostavku (jer očito bismo nagađali na osnovu našeg najboljeg razumijevanja formiranja planeta).

To je sjajno pitanje, a ja nikada nisam vidio procjenu na njemu, možda je previše nevjerojatnog. Možda neko drugi ovdje zna za referencu.

Ima li nagađanja kako zapravo izgledaju ove super-Zemlje ili mini-Neptun? Titan, Venera i Uran su nepristojni i ne pretpostavljam da bi debela ovojnica nadkritične vode dodala vizuelnu posebnost. Ne bi li bilo samo tragično ako napokon možemo dobiti slike, a većina onoga što nalazimo su mrlje tinte različitih osobina različitih boja? Želimo vidjeti kontinente, okeane, oluje i egzotične boje, ali čak i naseljiva planeta može izgledati poput lopte dima. Titan je kugla narančastog dima Venera kugla bijelog dima Uran lopta cijan dima možda ćemo naći crvene, zelene, žute, ljubičaste, ružičaste ili druge dimne kugle, ali koje će možda početi mršaviti. Nadam se da zemaljske ili nadzemaljske planete sa uglavnom prozirnim atmosferama nisu izuzetak.

Formiranje velikih mjeseci nije dobro razumljivo & # 8211 postoji mnoštvo konkurentskih teorija i samo tri redovna satelitska sistema za pružanje podataka. Većina kosmogonista pretpostavlja da su džinovske planete nastale slično Suncu i da su u orbiti imali diskove s materijalom koji su se prirasli njihovim današnjim mjesecima. Zanimljivo je da Mesec sistem sav mase oko 1/5000 svojih primarnih slojeva. Ovo bi moglo spriječiti mjesece veličine Zemlje, ali kao što su nam Io, Europa i Ganimed pokazali da su mjeseci nešto teži od naših, u pravim okolnostima mogu imati magnetska polja i aktivnu geologiju / hidrologiju.

Takođe postoji mnogo razloga da se pomisli da bi se na trojanskim tačkama Jovianovih planeta mogli formirati veliki objekti slični planeti i migrirati u orbitu oko formirajućeg gasnog giganta. Lično sumnjam da je porijeklo Titana, možda Tritona, i udarača koji je stvorio Mjesec. Tako bi Jovian mogao snimiti Mjesec veličine Zemlje, ali je vjerojatno pobijedio iz njega. Barem oko planeta sa našim Sunčevim sistemom & # 8217s metalnošću & # 8211, ali stvari su drugačije u drugim sistemima. Barem jedan vrući Jupiter ima ogromnu količinu težih elemenata & # 8211 da se parkirao u orbiti dalje, možda bi stvorio ogroman mjesečev sistem.

Na osnovu našeg sistema, doduše oskudnih podataka, mislim da bismo uglavnom imali pravo kladiti se na oko 4-5 velikih mjeseca oko Jovianovih planeta u prilično udaljenim neometanim orbitama. Vrući Jovijanci su preblizu svojih primarnih stanja da bi mogli stabilno orbitirati mjesece.

Sky & amp teleskop je imao članak o problemima koji su bili uključeni prije nekoliko godina & # 8230

Što se tiče mjeseci gigantskih planeta: ali koje su mogućnosti njihovog otkrivanja? Korištenjem radijalne brzine (dopplerov pomak) neće se razlikovati od primarne, a čak će i upotrebom direktnog snimanja (u budućnosti) biti preplavljeni primarnom.

Određivanje veličine, mase i gustine & # 8220exomoons & # 8221 iz fotometrijskih varijacija vremena tranzita

Autori: A. Simon, K. Szatmary, G.M. Szabo

Sažetak: Precizna fotometrijska mjerenja predstojećih svemirskih misija omogućavaju određivanje veličine, mase i gustine satelita egzoplaneta.

Ovdje predstavljamo takvu analizu pomoću fotometrijske varijacije vremena tranzita ($ TTV_p $). Ispitivali smo efekte krive svjetlosti i tranzitne planete i njenog satelita. Definiramo fotometrijsko centralno vrijeme tranzita koje je ekvivalent tranzitu fiksnog fotocentra. Ova točka kruži oko barycentra i dovodi do fotometrijskih varijacija vremena tranzita. Tačna vrijednost $ TTV_p $ ovisi o omjeru gustine, mase i veličine satelita i planete. Budući da su dva od tih parametara neovisna, pouzdana procjena omjera gustine dovodi do procjene veličine i mase egzomona. Gornje procjene parametara moguće su u slučaju kada je poznata gornja granica od $ TTV_p $. U slučaju da se omjer gustine ne može pouzdano procijeniti, predlažemo aproksimaciju uz pretpostavku jednakih gustoća. Predstavljena analiza fotocentra $ TTV_p $ predviđa veličinu satelita bolju od mase. Simulirali smo tranzite sistema Zemlja-Mjesec ispred Sunca. Procijenjena veličina i masa Mjeseca su 0,020 Zemljine mase i 0,274 Zemljine veličine ako se pretpostavi jednaka gustoća. Ovaj rezultat je usporediv sa stvarnim vrijednostima unutar faktora 2. Ako uključimo omjer stvarne gustine (oko 0,6), rezultati su 0,010 Zemljine mase i 0,253 Zemljine veličine, što se slaže sa stvarnim vrijednostima unutar 20%.


Pogrešna orbita planete - Astronomija

Pridružio se: 30. lipnja 2018
Starost: 72
Spol Muško
Postova: 6,832
Lokacija: Indiana

99942 Apophis nadimak po egipatskom Bog kaosa je potencijalna prijetnja za utjecaj na Zemlju. Opasan je zbog velike veličine i blizine da orbita presijeca Zemlju. Masivna svemirska stijena, široka 1.120 stopa, letjet će na udaljenosti od 23.441 milju iznad površine Zemlje 13. aprila 2029. godine, kao i 2036. godine. Ali prolet 2068. godine ono je što je naučnika zabrinulo. Ako udari na Zemlju, oslobodio bi više kinetičke energije od 1.000 megatona TNT-a. Atmosferski eksplozijski talas (pri 1 psi) širio bi se oko 100 milja od mjesta udara.

Za usporedbu, prije nekoliko mjeseci u luci u Bejrutu dogodila se eksplozija koja je libanskoj prijestolnici donijela razaranja, oštetivši zgrade, usmrtivši više od stotinu ljudi, a ranivši hiljade drugih. Stručnjaci su za Insider rekli da je eksplozija vjerovatno imala eksplozivan prinos ekvivalentan 0,0002 do 0,0003 megatona TNT-a.

Asteroid se ubrzava zbog efekta Yarkovsky, koji je uzrokovan suncem nejednakog zagrijavanja svemirske stijene. To rezultira blagom promjenom u orbiti Apophisa. Astronom Univerziteta Hawaiʻi, astronom Dave Tholen, u izjavi. „Nova zapažanja koja smo dobili teleskopom Subaru ranije ove godine bila su dovoljno dobra da otkriju ubrzanje Apofisa iz Yarkovskog i pokazuju da se asteroid udaljava od čisto gravitacione orbite za oko 170 metara godišnje, što je dovoljno da zadrži scenarij utjecaja iz 2068. u igri. "


Učini moj trostrukim

Dotični sistem zvijezda nazvan je GW Orionis, a nalazi se u području formiranja zvijezda Oriona, na oko 1.250 svjetlosnih godina od Zemlje. Sistem je mlad, još uvijek je u procesu formiranja, a sastoji se od tri zvijezde. Dvije od njih, obje nešto veće od Sunca (2,5 i 1,4 puta veća od njegove mase), orbitiraju jedna oko druge na približno istoj udaljenosti kao što je Zemlja od Sunca. Treća zvijezda, također nešto veća od Sunca, kruži oko ove dvije na udaljenosti koja je otprilike osam puta veća od udaljenosti između Zemlje i Sunca.

Istraživači su sistem promatrali 11 godina, što im je omogućilo da dobiju prilično precizne orbitalne informacije. A stvari su već pomalo neugodne. Orbita najudaljenije zvijezde nagnuta je za 13 ° u odnosu na ravninu orbite unutarnje dvije zvijezde. To nije posebno iznenađujuće. Multistar sistemi nastaju kao veliki oblak plina i drugih materijala dok se urušavaju. Umjesto da se dogodi u urednoj ravni, kolaps se događa u turbulentnom, trodimenzionalnom okruženju koje često dovodi do necentričnih orbita.

No, orbite tri zvijezde imale su posljedice na disk plina i prašine koji su se stvorili oko njih. Ovaj se disk također pojavio tokom slikovne kampanje i, kao što se gore vidi, rezultati su bili prilično složeni. Slike diska otkrivaju složeni obrazac svijetlih i tamnih mrlja koje okružuju zvijezde, zajedno s najmanje tri različita prstena gustog materijala unutar diska.

Većina nove analize uključuje istraživački tim koji tumači ovaj obrazac svijetlog i tamnog materijala, generirajući trodimenzionalni model sistema. (Većina rada sastoji se od rečenica poput: "Da bismo reproducirali nebeski projicirani oblik R3, njegov položaj izvan središta u odnosu na zvijezde i oblik sjena S1 i S2, usvojili smo nula-ekscentričnost (e = 0,3 ± 0,1 za prsten R3), sa zvijezdama smještenim u jednoj od žarišnih tačaka elipse. ") Krajnji rezultat je fizički vjerojatan raspored materijala koji okružuje zvijezde GW Orionis.


Hubble otkriva čudan egzoplanet koji podsjeća na dugo traženu "planetu devet"

Eksoplaneta sa 11 Jupiterovih masa nazvana HD106906 b zauzima nevjerojatnu orbitu oko dvostruke zvijezde udaljene 336 svjetlosnih godina i možda nudi tragove o nečemu što bi moglo biti mnogo bliže domu: pretpostavljeni daleki član našeg Sunčevog sistema nazvan „Planeta Devet. " Ovo je prvi put da su astronomi uspjeli izmjeriti kretanje masivne planete slične Jupiteru koja kruži vrlo daleko od zvijezda domaćina i vidljivog diska krhotina.

Eksoplanet HD106906 b otkriven je 2013. godine teleskopima Magellan u opservatoriji Las Campanas u čileanskoj pustinji Atacama. Međutim, astronomi tada nisu znali ništa o orbiti planete. To je zahtijevalo nešto što je mogao učiniti samo svemirski teleskop Hubble: prikupio je vrlo precizna mjerenja kretanja vagabunda tokom 14 godina s izvanrednom preciznošću.

Egzoplanet se nalazi izuzetno daleko od svog domaćina par sjajnih mladih zvijezda - više od 730 puta veće od udaljenosti Zemlje od Sunca. Zbog ovog širokog razdvajanja postalo je izuzetno izazovno odrediti orbitu dugu 15 000 godina u tako kratkom vremenskom rasponu Hubbleovih posmatranja. Planeta se polako penje duž svoje orbite, s obzirom na slabo gravitaciono privlačenje svojih vrlo udaljenih matičnih zvijezda.

Eksoplanet mase 11 Jupitera nazvan HD106906 b zauzima nevjerojatnu orbitu oko dvostruke zvijezde udaljene 336 svjetlosnih godina i možda nudi tragove o nečemu što bi moglo biti mnogo bliže domu: pretpostavljeni daleki član našeg Sunčevog sistema nazvan „Planet devet“ . ” Ovo je prvi put da su astronomi uspjeli izmjeriti kretanje masivne planete slične Jupiteru koja kruži vrlo daleko od zvijezda domaćina i vidljivog diska krhotina. Zasluge: ESA / Hubble, M. Kornmesser

Hubbleov tim koji stoji iza ovog novog rezultata [1] iznenadio se kad je otkrio da udaljeni svijet ima ekstremnu orbitu koja je vrlo nagnuta, izdužena i vanjska prema prašnjavom krhotinama koje okružuju zvijezde blizanke egzoplanete. Sam otpadni otpad vrlo je izvanredan, možda zbog gravitacijskog povlačenja nevaljale planete. Ovu studiju vodio je Meiji Nguyen sa Kalifornijskog univerziteta u Berkeleyu.

"Da bismo naglasili zašto je ovo čudno, možemo samo pogledati vlastiti Sunčev sistem i vidjeti da sve planete leže približno u istoj ravni", objasnio je Nguyen. „Bilo bi bizarno da je, recimo, Jupiter slučajno nagnut za 30 stepeni u odnosu na ravninu oko koje orbitira svaka druga planeta. To pokreće svakakva pitanja o tome kako je HD 106906 b završio tako daleko na tako nagnutoj orbiti. ”

Preovlađujuća teorija koja objašnjava kako je egzoplaneta stigla na tako daleku i neobično nagnutu orbitu je ta da se formirala mnogo bliže svojim zvijezdama, otprilike tri puta većoj od udaljenosti Zemlje od Sunca. Međutim, povlačenje unutar plinskog diska sistema uzrokovalo je propadanje orbite planete, prisiljavajući je da migrira prema svojim zvjezdanim domaćinima. Gravitacijske sile iz vrtložnih zvijezda blizanaca izbacile su je na ekscentričnu orbitu koja ju je gotovo izbacila iz sistema u prazninu međuzvjezdanog prostora. Tada je zvijezda prošla vrlo blizu ovog sistema, stabilizirajući orbitu egzoplanete i sprečavajući je da napusti svoj matični sistem. Zvijezde kandidatkinje za prolaz prethodno su identificirane pomoću preciznih mjerenja udaljenosti i kretanja sa satelita za istraživanje Gaia Europske svemirske agencije.

Ovaj scenarij za objašnjenje bizarne orbite HD106906 b na neki je način sličan onome što je moglo dovesti do toga da je hipotetička Planeta Devet završila u vanjskim dijelovima našeg vlastitog Sunčevog sistema, izvan Kuiperovog pojasa. Planeta Devet se mogla formirati u unutrašnjem Sunčevom sistemu, a zatim je izbačena interakcijom sa Jupiterom. Međutim, Jupiter bi planetu Devet vrlo vjerojatno bacio daleko dalje od Plutona. Zvijezde u prolazu možda su stabilizirale orbitu izbačene planete odgurnuvši putanju orbite od Jupitera i ostalih planeta u unutrašnjem Sunčevom sistemu.

"Kao da imamo vremensku mašinu za naš Solarni sistem unatrag 4,6 milijardi godina da vidimo šta se moglo dogoditi kad je naš mladi Sunčev sistem bio dinamički aktivan i dok se sve trzalo i preuređivalo", objasnio je član tima Paul Kalas iz Univerzitet u Kaliforniji, Berkeley.

Ovdje je prikazano područje koje okružuje egzoplanetu HD106906b. Located nearly 336 light-years from Earth, this 11-Jupiter-mass planet occupies an unlikely orbit around a double star 336 light-years away and may be offering clues to something that might be much closer to home: a hypothesized distant member of our Solar System dubbed “Planet Nine.”
This view was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. Credit: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey 2.
Acknowledgement: Davide De Martin

To date, astronomers have only circumstantial evidence for the existence of Planet Nine. They’ve found a cluster of small celestial bodies beyond Neptune that move in unusual orbits compared to the rest of the Solar System. This configuration, some astronomers think, suggests that these objects were shepherded together by the gravitational pull of a huge, unseen planet. An alternative hypothesis is that there is not one giant perturber, but instead the imbalance is due to the combined gravitational influence of much smaller objects.

“Despite the lack of detection of Planet Nine to date, the orbit of the planet can be inferred based on its effect on the various objects in the outer Solar System,” explained team member Robert De Rosa of the European Southern Observatory in Santiago, Chile who led the study’s analysis. “This suggests that if a planet was indeed responsible for what we observe in the orbits of trans-Neptunian objects it should have an eccentric orbit inclined relative to the plane of the Solar System. This prediction of the orbit of Planet Nine is similar to what we are seeing with HD 106906b.”

Scientists using the upcoming NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope plan to get additional data on HD106906 b to better understand the planet’s system. Astronomers want to know where and how the planet formed and whether the planet has its own debris system around it, among other questions.

“There are still a lot of open questions about this system,” added De Rosa. “For example, we do not conclusively know where or how the planet formed. Although we have made the first measurement of orbital motion, there are still large uncertainties on the various orbital parameters. It is likely that both observers and theorists alike will be studying HD 106906 for years to come, unraveling the many mysteries of this remarkable planetary system.”

Reference: “First Detection of Orbital Motion for HD 106906 b: A Wide-separation Exoplanet on a Planet Nine–like Orbit” by Meiji M. Nguyen, Robert J. De Rosa and Paul Kalas, 10 December 2020, The Astronomical Journal.
DOI: 10.3847/1538-3881/abc012

Napomene

[1] The data used in this study were taken as part the following Hubble Space Telescope observing programs GO-10330 (PI: Ford), GO-14670 (PI: Kalas), GO-14241 (PI: Apai) and GO-14241 (PI: Apai).

These results have been published in the Astronomical Journal.

Više informacija

Svemirski teleskop Hubble projekt je međunarodne suradnje između ESA-e i NASA-e.

The international team of astronomers in this study consists of M. Nguyen, R. De Rosa, and P. Kalas.


The planets that orbit a backward-spinning star

A planetary system appears to have been pulled out of line by a neighbouring star, causing the planets to orbit in the opposite direction of the star's spin.

Ovo takmičenje je sada zatvoreno

Published: May 10, 2021 at 2:52 pm

O ur Solar System is nicely ordered. All the planets move around the Sun in more-or-less perfect circles, and all their orbits are aligned in the same plane – like marbles rolling around the same dinner plate.

This is known as the plane of the ecliptic, and it’s the reason why the Sun, the Moon and all the planets appear to move along the same narrow band in our skies – the zodiac.

The Sun’s own rotation is aligned in the same way (well, it has an axial tilt of just 7°) so that the solar equator lies along the plane of the ecliptic.

As a molecular cloud begins collapsing, the conservation of angular momentum ensures that newly-forming protostars become surrounded by a flattened disc of gas and dust that forms planets.

Read Lewis Dartnell’s guide to the Asteroid Belt or find out what happens when an exoplanet orbits two stars at once.

And so the orderly layout of our own Solar System was also the way that any other planetary systems were expected to be arranged.

But as we discovered more extrasolar planetary systems we realised how wrong this is: now we know of systems where the stellar equator and the planets’ orbital plane are misaligned.

Most of these distorted systems involve a singleton Hot Jupiter exoplanet. In these cases it’s thought that during the gas giant’s disruptive migration in towards its star, scattering other planets out of the system, the original orderly arrangement became distorted to leave a substantial tilt between the orbital plane and the plane of stellar rotation.

In theory, misalignments between the central star and the entire planetary disc also ought to be possible from the gravitational meddling of a wide-orbiting companion star, but no convincing examples of this had ever been found.

Until now, that is. Maria Hjorth and Simon Albrecht, both in the Department of Physics and Astronomy at Aarhus University, Denmark, have been looking for such systems – ones that became grossly misaligned before the planets had finished forming.

The clearest evidence would be a system of multiple planets all orbiting within the same plane (like the Solar System), but with a backward rotating star.

It’s hard to see how this arrangement could be achieved by scattering planets after they’d formed, and so surely would bear testimony to an unbalancing during its earliest eras.

Hjorth and Albrecht point to the K2-290 system as the first known example of such a major planetary realignment.

The K2-290 system consists of three stars: the primary is an F-class star about 20% more massive than the Sun, with an M-dwarf orbiting at around 113 AU, and another M-dwarf much further away at around 2,500 AU.

The primary star, K2-290 A, is tilted by 124° relative to the orbits of both of its known planets. And the inner M-dwarf companion star is believed to have been responsible for tilting the plane of the entire protoplanetary disc as it formed.

In our Solar System we have Venus as a planet that rotates in the opposite direction – believed to be due to a colossal primordial collision that tipped it right over.

The K2-290 A system presents us with a fascinating instance of the opposite: an entire planetary system tipped over relative to its star.

Prof Lewis Dartnell is an astrobiologist at the University of Westminster.Lewis was readingA backward-spinning star with two coplanar planets by Maria Hjorth, Simon Albrecht et al. Read it online at arxiv.org.

This article originally appeared in the May 2021 issue ofČasopis BBC Sky at Night.


Kuiper belt and Planet Nine

The Kuiper belt, which we started discovering in the early 1990s, is a region of the solar system beyond the major eight planets that we are are only just starting to explore in more detail with space probes like NASA’s New Horizons mission. The Kuiper belt is home to many comets formed in the Uranus-Neptune region 4.6 billion years ago – Rosetta’s comet 67P comes from here. Even more comets populate the spherical, but as yet unseen “Oort cloud”, another belt of rocks far beyond the Kuiper belt, where most comets spend most of their time. The Oort cloud is 10,000 astronomical units (AU) away from us (one AU is roughly equal to the distance between the Earth and the sun, or 149.6m kilometres).

The basis of the new theoretical evidence for the new planet is the strange alignment of the six Kuiper belt objects, and the deflection out of the ecliptic plane of others – this would seem to indicate that the objects are being disturbed by the gravitational pull of a huge planet far beyond Neptune and Pluto, and which has been calculated to have an orbit around the sun of 15,000 years. So how do we know it is a planet and not just a large object in the Kuiper belt? The implied mass of the object that could disturb these orbits is simply too high for it to be a very large Kuiper belt object like a dwarf planet or an asteroid.

Theoretically, it is possible to explain how an additional outer planet core could have formed further away and alongside Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune using models of the birth of our solar system 4.6 billion years ago. And observations of exoplanets show that, elsewhere, large objects can form at relatively large distances from their parent star. However, another possibility that could explain the odd behaviour of the Kuiper objects may be that “Planet Nine”, if it exists, could be a large object in the inner Oort cloud rather than a planet.

It may seem hard to believe that we could suddenly discover a new planet. Since ancient times, humans have been able to observe all of the planets out to Saturn and in the 1600s realised they were in orbit around the sun. William Herschel then discovered Uranus in 1781, and observations of its orbit led to the discovery of Neptune in 1846. Pluto was added in 1930, following a search for a larger “Planet X”, but was demoted to an ice dwarf planet in 2006. Many Kuiper belt objects have also been observed, with at least one of them, Eris, more massive than Pluto (which eventually forced the demotion of Pluto).


Orbital Motion: The Orbit of a Planet Moves a Little After Every Loop

All planets, except Mercury and Venus, and the Sun experience a distortion while they rotate. (Image: AlexLMX/Shutterstock)

Newton’s universal law of gravity, which he used to show that the orbit of planets should be elliptical, was based on the idea that he could ignore the shape and sizes of the stars and planets, and that the strength of gravity weakened as the square of the distance between the two objects, and those ideas are true to a large degree. But they’re not completely true.

Saturn Doesn’t Fit into Newton’s Law

Saturn is clearly not a point-like mass, nor is it spherical. Saturn is a big ball of gas that spins very quickly, its day is just 10 hours long, and it’s distorted. It is what we call an oblate spheroid, which means that the distance from North to South Pole differs from its distance across the equator.

We can see how that works by imagining how a flexible hoop distorts as it is spun faster and faster around an axis across its diameter. For Saturn, that means that the polar diameter is about 109 million meters, while the equatorial diameter is larger, about 120 million meters. It’s about a 10% difference.

This effect is biggest for Saturn, but all of the planets experience this effect except for Mercury and Venus, which rotate too slowly to distort. The Sun also experiences such an effect, although it is extremely tiny. However, since the Sun is the dominant thing in the solar system, we have to be careful about assuming its small distortion doesn’t matter.

Orbits in Motion

Why does this matter? It matters because it changes the shape of the gravitational field by a little bit. It turns out that the changes in the shape of the Sun and planets affect the shape of the gravitational field as well. It no longer falls off as one over the distance squared. In reality, it falls off as a mix of the distance squared, and the distance to the fourth power, and even the distance to the sixth power. Mathematically, we can write it with a more complicated equation for gravity with more terms.

In the equation, the one over distance squared behavior is still the most important. The others are just small corrections. But they are corrections that can’t be ignored, if we want to do precise measurements. And those corrections do a surprising thing. They have the net effect of spinning the long axis of the ellipse of a planet or a moon’s orbit. For those of you who played with a Spirograph as a kid or with your own kids, that’s kind of like what this effect does.

The orbit isn’t the simple ellipse, rather it is one that moves a little, loop after loop. This motion is called precession, and you may have heard about it when astronomers talk about the precession of the orbit of Mercury.

Earth, Moon, and the Spirograph Effect

Just how big are the changes in orbit for real planets and moons? Well, as you’d probably expect, it depends. That’s because the size of the effect depends on the distance raised to a power. If the distance is just one, well one over one square is just one, but so is one over one to the fourth power, and one over one to the sixth power. So, for that distance, the three terms all have about the same effect.

The Spirograph effect is quite pronounced in the case of the orbit of the Moon around the Earth. (Image: Johan Swanepoel/Shutterstock)

However, if we do the same exercise for a distance, let’s just call it r less than 1, and let’s use r equals 0.1 as an example, we see that 1 over r-squared is 100, 1 over r to the fourth is 10,000, and 1 over r to the sixth is a million. In the close realm, the new terms are a super big deal. In contrast, for r greater than 1, let’s use r equals 10 this time. We see that 1 over r-squared is 1 over 100 for r to the fourth, we get 1 over 10,000 and for r to the sixth, we get one over a million. So, for long distances, the terms from an oblate object are just super small and, well, don’t matter very much.

In the real case of our solar system, it turns out that the oblateness of the Sun is just not much of an effect. The planets are too far away to make a difference. But there are objects orbiting other objects with a much smaller distance. For example, the Moon orbits the Earth much more closely than the Earth orbits the Sun.

In the case of the orbit of the Moon around the Earth, the Spirograph effect is much bigger. The perigee of the Moon’s orbit is about 360 million meters from the center of the Earth, and its apogee is about 400 million meters. Perigee and apogee are like perihelion and aphelion, except for orbits that aren’t around the Sun because helios means Sun. Perigee and apogee are more generic terms that mean closest and furthest distance from the central body.

The pretty cool thing is that the ellipse that the Moon orbit walks completely around the Earth every 8.9 years. That’s simply an enormous effect. In that amount of time, the Moon orbits the Earth a little over 100 times. Since there are 360° in a circle, that means that in each orbit, the location of the perihelion of the Moon moves about 3.5°.

Other moons also experience this Spirographic action, but there are caveats. While the Martian moons Deimos and Phobos experience this sort of motion, the two moons’ orbits are nearly circular around the planet. Accordingly, it is difficult to see this effect in the system of the Martian moons.

This is a transcript from the video series Understanding the Misconceptions of Science. Watch it now, Wondrium.

The Orbit of Mercury Moves 15 Degrees Per Century

While the oblateness of the Sun doesn’t affect the orbit of the planets, there is another effect that causes deviations of their orbit from Kepler’s ellipses. The planet affected most is Mercury. Here the thing causing deviations is not the Sun, but rather the effect of all of the other planets.

Mercury is closest to the Sun, and the other planets are at greater distances. That means, on average, the other planets pull Mercury outwards. There are a lot of ways to approach this, but one way is to use the fact that the changes to the elliptical orbit of Mercury are very slow.

However, because that’s true, we don’t have to think of the outer planets as little objects sitting out far away from the Sun. Instead, we can think of them as objects that zoom around the Sun many times before Mercury’s orbit changes very much. So, mathematically at least, we can think of them as lines of mass the size of each planet’s orbit.

To help you understand what that means, let’s take the Earth as an example. The average radius of the Earth’s orbit is 93 million miles or about 150 million kilometers. The Earth’s mass is 6 times 10 to the 24 kilograms. So, from that, we can figure out the circumference of the Earth’s orbit. It’s 584 million miles or 940 million kilometers.

For purposes of this calculation we can then replace the Earth, which is a small single object with a mass of 6 times 10 to the 24 kilograms, with a loop with a radius of 150 million kilometers with the same mass. That’s a loop with a mass of about 7 trillion kilograms for every meter.

So, you do that with all of the planets, replacing them with loops where their mass is spread out all around their orbit. And when you do that, you can calculate their gravitational tug on Mercury compared to that of the Sun. It’s not much. The Sun pulls on Mercury just shy of two million times harder than the other planets do. But it’s enough to have a real effect on Mercury’s orbit.

The effect of the other planets on the orbit of Mercury causes the perihelion of Mercury’s ellipse to move by 531 arc seconds per century. You may not have an intuitive grip on what an arc second is. It turns out that it is a measure of angle. Of course, you know that a circle has 360°. Well each degree can be cut into 60 arc minutes and each arc minute can be split into 60 arc seconds. So each degree can be split into 3600 arc seconds, which means that 531 arc seconds is about 0.15°.

So, this means that the gravitational effect of the other planets makes the ellipse of the orbit of Mercury move 0.15° per century or about a degree every 700 years. That means it will take 250,000 years for the perihelion of Mercury to move all around the Sun and come back to where it started. So, this is a very small effect.

Common Questions about Orbital Motion

Orbital motion is caused by changes in the shape of the gravitational field, which has the net effect of spinning the long axis of the ellipse of a planet, creating a Spirograph effect and resulting in the orbit moving a little, loop after loop.

Orbital motion is a combination of the oblateness of planets – the distance from North to South Pole differs from its distance across the equator – changes to the shape of the gravitational field due to the oblateness, and the Spirograph effect that is caused.

Precession is the spinning of the long axis of the ellipse of a planet or a moon’s orbit, similar to how a Spirograph moves. It’s caused due to the changes in the shape of the gravitational field.

Yes, Mercury’s orbit is a bit more unusual than that of the other planets. It’s more clearly elliptical. Also, the gravitational pull of the other planets in the solar system, though still smaller than that of the Sun, does have an effect on Mercury. The gravitational effect of the other planets makes the ellipse of the orbit of Mercury move 0.15° per century or about a degree every 700 years.