Реферат: Эксцентриситет

Паршаков Евгений Афанасьевич

Небесные тела Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца, тормозятся в газово-пылевой среде во время галактических зим неравномерно на протяжении всей своей орбиты. Наибольшее торможение они испытывают находясь в перигелии, то есть в ближайшей к центральному телу точке, а наименьшее сопротивление - в афелии, находясь в наиболее удаленной от Солнца точке орбиты. Это связано с тем, что в перигелии небесное тело имеет наибольшую скорость орбитального движения, а в афелии - наименьшую. Например, если бы Меркурий обращался по круговой орбите и его орбита проходила бы через перигелий его современной эллиптической орбиты, т. е. находилась бы на расстоянии 46 млн. км от Солнца, то его орбитальная скорость увеличилась бы настолько, что Меркурий обращался бы вокруг Солнца, примерно, за 62 дня и его период вращения был бы почти равен периоду обращения. Но Меркурий обращается вокруг Солнца по несколько вытянутой орбите, с эксцентриситетом 0, 206 и в афелии, на расстоянии 70 млн. км., имеет меньшую скорость. Торможение же небесных тел в газовой среде зависит от скорости их движения, причем торможение пропорционально квадрату скорости (обратно пропорционально расстоянию от центрального тела). Это значит, что если небесное тело, обращающееся вокруг центрального тела по вытянутой орбите, в перигелии имеет скорость орбитального движения в три раза большую, чем в афелии, то торможение в перигелии будет в девять раз большим, чем в афелии. Понятно, что в перигелии небесное тело будет уменьшать свою скорость орбитального движения быстрее всего, а в афелии, наоборот, медленнее всего. Но, затормозившись в перигелии, небесное тело уже не выйдет в ту точку в афелии, через которую оно проходило на предыдущем витке, а пройдет на более близком расстоянии от центрального тела.

В афелии небесное тело также будет тормозиться, но в меньшей степени, и хотя оно пройдет в перигелии также ближе к центральному телу, чем во время предыдущего витка, но эта разница будет гораздо меньшей, чем в афелии (см. рис. 7). Конечно, во время одного оборота планеты вокруг Солнца это приближение к нему будет ничтожно малым, но за миллионы витков оно будет весьма внушительным. И все это, в конечном счете, приведет к тому, что вытянутые орбиты небесных тел будет постепенно округляться.

Кроме этого, по-видимому, основного механизма уменьшения вытянутости (эксцентриситет а) орбит небесных тел, существует и другой механизм, который способствует, хотя, очевидно, и в меньшей степени, уменьшению эксцентриситета орбит небесных тел. Он связан с тем, что конденсирующаяся на центральное тело диффузная материя становится, по-видимому, тем более плотной, чем ближе от поверхности центрального тела она находится.

Увеличение плотности конденсирующейся газово-пылевой материи происходит, во-первых, за счет уменьшения площади поверхности сферы, через которую движется диффузная материя при ее аккреции по мере приближения к поверхности тела. Известно, что плотность газовых оболочек, сброшенных звездами при вспышке на них (новые, сверхновые, планетарные туманности) уменьшается при удалении их от звезд. Если бы эти оболочки, наоборот, приближались к звездам, то их плотность при этом увеличивалась бы.

Второй причиной увеличения плотности конденсирующейся диффузной материи на поверхность небесных тел является, по-видимому, уменьшение ее скорости «падения» на поверхность небесных тел, поскольку этому противодействует газовое давление и центробежная сила вращающихся небесных тел.

Увеличение плотности газовой среды по мере приближения к центральному телу приводит к тому, что, во-первых, в перигелии небесные тела тормозятся сильнее, чем в афелии, а, во-вторых, небесные тела, расположенные ближе к центральному телу, тормозятся сильнее, чем более дальние.

Если при торможении и, следовательно, приближении небесных тел к центральному телу их эксцентриситет уменьшается, то при их ускорении во время галактического лета под воздействием приливного механизма эксцентриситет, наоборот, увеличивает ся. Это объясняется тем, что в перигелии приливная волна является более мощной и, следовательно, в большей степени ускоряет движение небесных тел именно в перигелии, вследствие чего афелий увеличивается быстрее, чем перигелий.

У тех же спутников, которые имеют отрицательное ускорение (Фобос, Тритон и др.) эксцентриситет уменьшается во время всего галактического года и вследствие торможения в газово-пылевой среде, и вследствие торможения под воздействием приливного механизма.