Реферат на тему сфера хилла

Обновлено: 05.07.2024

Контурная диаграмма эффективного потенциала системы двух тел за счет силы тяжести и инерции в один момент времени. Сферы Хилла - это круглые области, окружающие две большие массы.

Hill сфера из астрономического тела является областью , в которой доминирует притяжение спутников . Внешняя оболочка этой области представляет собой поверхность с нулевой скоростью . Чтобы удержать планету , Луна должна иметь орбиту, которая находится в сфере холма этой планеты. У этой луны, в свою очередь, будет собственная сфера Хилла. Любой объект на таком расстоянии стал бы спутником Луны, а не самой планеты. Простое представление о протяженности Солнечной системы - это сфера Солнца Хилла относительно местных звезд и ядра галактики .

Точнее говоря, сфера Хилла приближается к гравитационной сфере влияния меньшего тела перед лицом возмущений от более массивного тела. Он был определен американским астрономом Джорджем Уильямом Хиллом на основе работы французского астронома Эдуарда Роша .

В примере справа сфера холма Земли простирается между лагранжевыми точками L 1 и L 2 , которые лежат вдоль линии центров двух тел (Земли и Солнца). Область влияния второго тела является самой короткой в ​​этом направлении, и поэтому она действует как ограничивающий фактор для размера сферы Хилла. За пределами этого расстояния третий объект на орбите вокруг второго (например, Луна) будет проводить по крайней мере часть своей орбиты за пределами сферы Хилла и будет постепенно возмущаться приливными силами центрального тела (например, Солнца), в конечном итоге в конечном итоге на орбите последнего.

СОДЕРЖАНИЕ

Формула и примеры

Сравнение сфер Хилла и пределов Роша системы Солнце-Земля-Луна (не в масштабе) с заштрихованными областями, обозначающими стабильные орбиты спутников каждого тела

Если масса меньшего тела (например, Земля) , и она вращается тяжелее тело (например, солнце) массы с большой полуоси и эксцентриситета от , то радиус сферы Хилла меньшего тела, рассчитывается в перицентре , составляет примерно м M а е р ЧАС >>

Когда эксцентриситет пренебрежимо мал (наиболее благоприятный случай для орбитальной устойчивости), он становится

В примере Земля-Солнце Земля (5,97 × 10 24 кг) вращается вокруг Солнца (1,99 × 10 30 кг) на расстоянии 149,6 миллиона км, или одной астрономической единице (AU). Таким образом, сфера Хилла для Земли простирается примерно на 1,5 миллиона км (0,01 а.е.). Орбита Луны, находящаяся на расстоянии 0,384 миллиона км от Земли, удобно находится в пределах гравитационной сферы влияния Земли, и поэтому ей не угрожает опасность быть втянутой на независимую орбиту вокруг Солнца. Все стабильные спутники Земли (находящиеся в сфере Хилл Земли) должны иметь орбитальный период менее семи месяцев.

Предыдущую формулу (без учета эксцентриситета) можно переформулировать следующим образом:

Это выражает соотношение в терминах объема сферы Хилла по сравнению с объемом орбиты второго тела вокруг первого; в частности, соотношение масс в три раза больше отношения объемов этих двух сфер.

Вывод

Выражение для радиуса Хилла можно найти, приравняв гравитационные и центробежные силы, действующие на пробную частицу (с массой намного меньше ), вращающуюся вокруг вторичного тела. Предположим, что расстояние между массами и составляет , и что пробная частица движется по орбите на расстоянии от вторичной обмотки. Когда пробная частица находится на линии, соединяющей первичное и вторичное тела, баланс сил требует, чтобы м M м р р ЧАС >>

где - гравитационная постоянная и - ( кеплеровская ) угловая скорость вторичной обмотки относительно первичной (при условии, что ). Вышеприведенное уравнение также можно записать как грамм Ω знак равно грамм M р 3 >>>> м ≪ M

который, посредством биномиального разложения до ведущего порядка по , может быть записан как р ЧАС / р > / r>

Следовательно, указанное выше соотношение

Если орбита вторичной обмотки вокруг первичной обмотки эллиптическая, радиус Хилла максимален в апоцентре , где является наибольшим, и минимальным в перицентре орбиты. Следовательно, для обеспечения стабильности тестовых частиц (например, малых спутников) необходимо учитывать радиус Хилла на расстоянии перицентра. Для того, чтобы ведущий порядок , радиус Хилл выше , также представляет собой расстояние от точки Лагранжа L 1 от вторичного. р р ЧАС / р > / r>

Быстрый способ оценки радиуса сферы Хилла заключается в замене массы плотностью в приведенном выше уравнении:

где и - средние плотности первичного и вторичного тел, и - их радиусы. Второе приближение оправдано тем, что в большинстве случаев в Солнечной системе оно близко к единице. (Система Земля – Луна является крупнейшим исключением, и это приближение находится в пределах 20% для большинства спутников Сатурна.) Это также удобно, потому что многие планетные астрономы работают и запоминают расстояния в единицах радиусов планет. ρ s е c о п d >> ρ п р я м а р у >> р s е c о п d а р у >> р п р я м а р у >> ρ s е c о п d а р у 3 ρ п р я м а р у 3 ] >> >>>>>

Истинный регион стабильности

Сфера Хилла - это только приближение, и другие силы (например, радиационное давление или эффект Ярковского ) могут в конечном итоге вывести объект из сферы. Этот третий объект также должен иметь достаточно малую массу, чтобы не создавать дополнительных осложнений из-за своей собственной силы тяжести. Детальные численные расчеты показывают, что орбиты на или в пределах сферы Хилла нестабильны в долгосрочной перспективе; похоже, что стабильные орбиты спутников существуют только в пределах от 1/2 до 1/3 радиуса Хилла. Область стабильности ретроградных орбит на большом удалении от главной звезды больше, чем область устойчивости прямых орбит на большом расстоянии от главной звезды . Считалось, что это объясняет преобладание ретроградных спутников вокруг Юпитера; однако у Сатурна более равномерное сочетание ретроградных и прогрессивных спутников, поэтому причины более сложны.

Дальнейшие примеры

Астронавт не мог выйти на орбиту космического челнока (массой 104 тонны ), где орбита находилась на высоте 300 км над Землей, потому что его сфера Хилла на этой высоте была всего 120 см в радиусе, что намного меньше, чем сам шаттл. Сфера такого размера и массы будет плотнее свинца. Фактически, на любой низкой околоземной орбите сферическое тело должно быть более плотным, чем свинец , чтобы поместиться внутри своей собственной сферы Хилла, иначе оно не сможет поддерживать орбиту. Однако сферический геостационарный спутник должен иметь только более 6% плотности воды, чтобы поддерживать собственные спутники.

Планета с самым большим радиусом холма в Солнечной системе - это Нептун , его длина составляет 116 миллионов км, или 0,775 а.е. его большое расстояние от Солнца полностью компенсирует его небольшую массу относительно Юпитера (собственный радиус Хилла которого составляет 53 миллиона км). Астероид из пояса астероидов будет иметь сферу Хилла , который может достигать 220,000 км (за 1 Ceres ), быстро уменьшается с уменьшением массы. Сфера Хилла 66391 Мошуп , пересекающего Меркурий астероида с луной (названной Скваннит), имеет радиус 22 км.

Солнечная система

Следующая таблица и логарифмический график показывают радиус сфер Хилла некоторых тел Солнечной системы, рассчитанный по первой формуле, указанной выше (включая эксцентриситет орбиты), с использованием значений, полученных из эфемерид JPL DE405 и с веб-сайта NASA Solar System Exploration.

Контурами изображены эффективные гравитационные потенциалы системы двух тел (на рисунке — Солнце и Земля) и центробежные силы во вращающейся системе координат, в которой Земля и Солнце остаются неподвижны. Сферы Хилла — ограниченные кругами области вокруг Солнца и Земли.

В первом приближении сферой Хилла является пространство вокруг астрономического объекта (например, планеты) в котором он способен удерживать свой спутник несмотря на притяжение объекта, вокруг которого обращается сам (например, звезды). В свою очередь, у спутника есть собственная сфера Хилла, и любой объект в её пределах будет стремиться стать спутником спутника, а не планеты. Таким образом, сфера Хилла описывает сферу гравитационного влияния тела на более мелкие тела с учётом пертурбаций, возникающих под воздействием более массивного тела.

При этом нахождение спутника в сфере Хилла какого-либо объекта не означает, что этот объект притягивает его сильнее, чем тот, вокруг которого он обращается сам. Например, Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля.

Сфера Хилла располагается между точками Лагранжа L1 и L2, лежащими на прямой, соединяющей центры двух тел. В этом направлении область гравитационного влияния подчинённого тела меньше всего, и это ограничивает размер сферы Хилла. За пределами этого расстояния орбита любого третьего тела, обращающегося вокруг подчинённого тела, будет частично пролегать за пределами сферы Хилла, и поэтому будет всё больше и больше подвергаться возмущению приливными силами центрального тела. В конечном итоге подчинённый объект перейдёт на орбиту центрального тела.

Содержание

История термина

Понятие данной сферы впервые было определено американским астрономом Джорджем Уильямом Хиллом на основе работ французского астронома Эдуарда Роша; по этой причине в англоязычной литературе также используется термин сфера Роша (англ. Roche sphere). Не следует путать этот термин с похожими полость Роша и предел Роша. Предел Роша — это радиус круговой орбиты спутника, обращающегося вокруг небесного тела, на котором приливные силы, вызванные гравитацией центрального тела, равны силам самогравитации спутника и, таким образом, начинают разрывать его на части. Полость Роша — это область вокруг звезды в двойной системе, в которой для пробного тела, находящегося в этой области, притяжение звезды, находящейся в полости Роша, преобладает и над притяжением звезды-компаньона, и над центробежной силой.

Пример определения сферы

Можно проиллюстрировать сферу Хилла на частном примере — Юпитер, вращающийся вокруг Солнца. Для каждой точки пространства можно высчитать сумму следующих трех сил:

  • гравитационное притяжение Солнца,
  • гравитационное притяжение Юпитера, , воздействующая на частицу в данной точке, вращающуюся вокруг Солнца с той же частотой, что и Юпитер.

Сферой Хилла для Юпитера будет наибольшая сфера с центром в Юпитере, в пределах которой сумма этих трёх сил всегда направлена к Юпитеру. В более общих терминах, это сфера вокруг подчинённого тела, обращающегося вокруг главного тела, в которой результирующая сила является центростремительной силой, направленной к подчинённому телу. Таким образом, в данном примере сфера Хилла описывает внешнюю границу, на которой более мелкие объекты, такие как спутники планет или искусственные спутники, могут находиться на стабильной орбите вокруг Юпитера, а не перейти на эллиптическую орбиту вокруг Солнца.

В астрономии , то сфера Хилла (или Рош сфера ) из тела А на орбите другой, более массивный B, является приближением области гравитационного влияния этого первого тела А, то есть - т.е. объем пространства , где орбитальные третьего тела C незначительной массы перед первыми двумя, возможно вокруг первого тела A, которое само находится на орбите, не будучи захваченным вторым B.

Концепция была определена американским астрономом Джорджем Уильямом Хиллом на основе предыдущей работы французского астронома Эдуарда Роша .

График кривых системы двух тел с учетом силы тяжести и инерции одновременно. Сферы Хилла - это круглые области вокруг двух огромных масс.
Для Земли сфера Хилла простирается между точками L1 и L2 (лучи Земли и Солнца не соответствуют масштабу).

Резюме

Упрощенное объяснение

В случае планеты Юпитер , вращающейся вокруг Солнца , можно вычислить в любой точке пространства сумму следующих трех сил:

  • сила тяжести, вызванная Юпитером;
  • сила тяжести, вызванная Солнцем;
  • центробежная сила , действующая на частице , расположенной в этой точке и двигающейся в той же угловой скорости , как Юпитер вокруг Солнца

Сфера холма Юпитера - самая большая сфера с центром на Юпитере, внутри которой сумма этих трех сил всегда направлена ​​к планете. Другими словами, равнодействующей этих трех сил является центростремительная сила, а сфера Хилла описывает предел, который меньший объект, такой как луна или искусственный спутник, может занимать, чтобы вращаться вокруг Юпитера. Математически говоря, сфера Хилл , где градиент от гравитационных полей Юпитера и Солнца уравновешивания. Также можно выразить это как место, где приливные силы двух объектов равны. За пределами этой сферы третий объект, вращающийся вокруг Юпитера, будет постепенно отклоняться приливными силами Солнца и в конечном итоге будет вращаться вокруг него.

Подробности

Если объект массы m вращается вокруг более тяжелого объекта массы M с большой полуосью a и эксцентриситетом e , то радиус r его сферы Хилла приблизительно равен:

Если эксцентриситет незначителен, это значение становится следующим:

Диаметр сферы Хилла примерно равен расстоянию, разделяющему точки Лагранжа L 1 и L 2 объекта . м

Замечательные отношения о периоде

Пренебрегая эксцентриситетом орбиты, период обращения T Hill объекта, вращающегося на радиусе Hill r тела массы m , всегда пропорционален периоду обращения T этого тела массы m Т ≈ 3 Т ЧАС я л л > T_ >

и это независимо от массы рассматриваемых объектов и их относительного расстояния при условии, что применимо приближение Хилла.

Радиус Хилла выражается:

принимая во внимание: . Заменив окончательно получаем: м M

Истинный регион стабильности

Сфера Хилла является лишь приближением, поскольку в игру вступают другие силы (например, радиационное давление или эффект Ярковского ), которые также могут нарушать орбиту объекта. Кроме того, третий объект должен иметь достаточно малую массу по сравнению с двумя другими, чтобы не усложнять результат.

Примеры

В Солнечной системе планета с самой большой сферой Хилла - это Нептун с радиусом 116 миллионов километров, или 0,775 а.е .: его большое расстояние от Солнца компенсирует его массу относительно Юпитера, размер которой у сферы Хилла составляет 53 миллиона километров. радиус. Для Земли, радиус достигает 1,5 миллиона километров, или 0,01 а.е. . Эти лунные орбиты на расстоянии 380000 км и поэтому находится хорошо внутри сферы Хилла Земли. В поясе астероидов радиус сферы Цереры Хилл составляет 220 000 км ; это значение быстро уменьшается с увеличением массы астероидов, находящихся в том же регионе. В случае (66391) Мошупа , герметичного астероида с луной ( Скваннит ), радиус сферы Хилла варьируется от 120 до 22 км в зависимости от того, находится ли астероид в афелии или перигелии . Например, зонд Фобос-Грунт , который должен был исследовать Фобос , спутник Марса (но не мог выполнить свою миссию), не мог быть выведен на орбиту вокруг Фобоса, потому что соотношение масс Фобоса и Марса (отношение 1 к 600 миллионов), а большая полуось орбиты Фобоса вокруг Марса (9 377 км ) устанавливают предел гравитационного влияния Фобоса в 16 км . Учитывая неправильную форму Фобоса, эта орбита не могла быть жизнеспособной.

  • В первом приближении сферой Хилла является пространство вокруг астрономического объекта (например, планеты) в котором он способен удерживать свой спутник несмотря на притяжение объекта, вокруг которого обращается сам (например, звезды). В свою очередь, у спутника есть собственная сфера Хилла, и любой объект в её пределах будет стремиться стать спутником спутника, а не планеты. Таким образом, сфера Хилла описывает сферу гравитационного влияния тела на более мелкие тела с учётом пертурбаций, возникающих под воздействием более массивного тела.

При этом нахождение спутника в сфере Хилла какого-либо объекта не означает, что этот объект притягивает его сильнее, чем тот, вокруг которого обращается сам объект. Например, Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля.

Связанные понятия

Предел Роша — радиус круговой орбиты спутника, обращающегося вокруг небесного тела, на котором приливные силы, вызванные гравитацией центрального тела, равны силам самогравитации спутника.

Синхронное вращение (приливный захват) — ситуация, когда период обращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра. Приливный захват происходит в процессе взаимного движения и характерен для многих крупных естественных спутников планет Солнечной системы.

Пертурбация (возмущение орбиты) — отклонение небесного тела от орбиты под влиянием иных сил, кроме гравитационного притяжения центра масс системы, таких как другие небесные тела или сопротивление среды.Изучение пертурбаций началось в древности, вместе с первыми попытками расчёта движений небесных тел, но до XVII века их природа оставалась загадкой. Исаак Ньютон попытался применить разработанные им законы движения и гравитации для анализа возмущения орбит, но столкнулся со значительными трудностями.

Функция масс двойных звёзд (англ. Binary mass function) — функция, создающая ограничения для массы ненаблюдаемого компонента (звезды или экзопланеты) в спектрально-двойных звёздах или планетных системах с одной линией. Значение определяется по наблюдаемым характеристикам: по орбитальному периоду двойной системы и пику лучевой скорости наблюдаемой звезды. Скорость одного компонента двойной и орбитальный период двойной системы предоставляют частичную информацию о расстоянии и гравитационном взаимодействии.

Гиперболи́ческая траекто́рия — в астродинамике и небесной механике траектория объекта вокруг центрального тела со скоростью, достаточной для преодоления притяжения центрального тела. Форма траектории в нерелятивистском случае является гиперболой. Эксцентриситет орбиты превышает единицу.

Ретроградное движение — движение в направлении, противоположном направлению прямого движения. Этот термин может относиться к направлению вращения одного тела вокруг другого по орбите или к вращению тела вокруг своей оси, а также к другим орбитальным параметрам, таким как прецессия и нутация. Для планетных систем ретроградное движение обычно означает движение, которое противоположно вращению главного тела, то есть объекту, который является центром системы.

Равновесная температура планеты (англ. Planetary equilibrium temperature) — теоретическая температура, которую имела бы планета, если бы являлась абсолютно чёрным телом, нагреваемым только звездой, вокруг которой планета обращается. В данной модели наличие или отсутствие атмосферы (и, следовательно, парниковый эффект) не рассматривается, а теоретическая температура чёрного тела считается излучаемой с поверхности планеты.

Орбита́льные элеме́нты, элеме́нты орби́ты небесного тела — набор параметров, задающих размеры и форму орбиты (траектории) небесного тела, расположение орбиты в пространстве и место расположения небесного тела на орбите.

Подковообразная орбита — это один из типов коорбитального движения малого тела (астероида) относительно большого тела (планеты). Поскольку оба тела находятся практически на одинаковом расстоянии от Солнца, периоды обращения у них тоже почти полностью совпадают. В гелиоцентрической системе координат такая орбита вполне тривиальна и не представляет собой ничего интересного, имея вид обычной эллиптической орбиты Кеплера. Но если система координат вращается вокруг Солнца вместе с крупным телом (Землёй.

Узел орбиты — одна из двух диаметрально противоположенных точек небесной сферы, в которых орбита какого-либо небесного тела пересекается с некоторой условной плоскостью, выступающей как система отсчёта, а также геоцентрическая проекция этой точки на небесную сферу. Таковой плоскостью для планет Солнечной системы и Луны является плоскость эклиптики. Для отслеживания ИСЗ обычно используют экваториальную систему координат и, соответственно, плоскость небесного экватора.. Поскольку таких точек две, различают.

Ма́сса Земли́ (в астрономии обозначается M⊕, где ⊕ — символ Земли) — масса планеты Земля, в астрономии используется как внесистемная единица массы. 1 M⊕ = (5,9722 ± 0,0006) × 1024 кг.

Мининепту́н (или Га́зовый ка́рлик) — класс планет, промежуточный между газовыми гигантами наподобие Урана и Нептуна, и землеподобными планетами.

Двойная планета — термин в астрономии, который используется для обозначения бинарной системы, состоящей из двух астрономических объектов, каждый из которых удовлетворяет определению планеты и является достаточно массивным, чтобы оказывать гравитационный эффект, превосходящий гравитационный эффект звезды, вокруг которой они вращаются.

Накло́н о́си враще́ния — угол отклонения оси вращения небесного тела от перпендикуляра к плоскости его орбиты. Другими словами — угол между плоскостями экватора небесного тела и его орбиты.

Галактическая система координат — это система небесных координат, имеющая начало отсчёта в Солнце и направление отсчёта от центра галактики Млечный Путь. Плоскость галактической системы координат совпадает с плоскостью галактического диска. Подобно географическим, галактические координаты имеют широту и долготу.

Эллиптическая орбита — в астродинамике и небесной механике кеплерова орбита с эксцентриситетом меньше 1. Круговая орбита является частным случаем эллиптической орбиты при нулевом эксцентриситете. В более строгом определении эллиптической орбиты круговые орбиты исключаются; таким образом, эллиптические орбиты имеют эксцентриситет строго больше нуля и меньше единицы. В более широком смысле эллиптической орбитой является кеплерова орбита с отрицательной энергией. Такое определение включает и радиальные.

Минимальное расстояние пересечения орбиты (англ. Minimum orbit intersection distance), параметр MOID — величина, используемая в астрономии для описания предполагаемых тесных сближений и соударений между астрономическими объектами. Определяется как расстояние между ближайшими точками оскулирующих орбит двух тел. Наиболее интересным является вопрос о возможности столкновения с Землёй. Параметры MOID относительно орбиты Земли обычно содержатся в базах данных комет и астероидов, таких как JPL Small-Body.

Апексом в астрономии называют точку на небесной сфере, в которую направлена скорость движения наблюдателя относительно какой-либо системы отсчета. Точка, противоположная апексу, называется антиапексом.

Планеты-гиганты — четыре планеты Солнечной системы (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) расположенные за пределами пояса астероидов. Эти планеты, имеющие ряд сходных физических характеристик, также называют внешними планетами.

Плоскость Лапласа — плоскость, проходящая через центр масс Солнечной системы перпендикулярно вектору момента количества движения, иначе говоря она перпендикулярна вектору суммарного орбитального момента всех планет и вращательному моменту Солнца. Названа именем первооткрывателя, французского астронома Пьера-Симона Лапласа (1749-1827), предложившего использовать её в качестве основной координатной плоскости при изучении движений тел Солнечной системы в 1789 году. В отличие от положения плоскости эклиптики.

Кольца планеты — система плоских концентрических образований из пыли и льда, вращающаяся вокруг планеты в экваториальной плоскости. Кольца обнаружены у всех газовых гигантов Солнечной системы: Сатурна, Юпитера, Урана, Нептуна, у астероидов Харикло и Хирона, карликовой планеты Хаумеи, и, гипотетически, у спутника Сатурна Реи.

Орбита Лиссажу — квазипериодическая орбитальная траектория, по которой тело может двигаться вокруг точки Лагранжа в рамках задачи трёх тел без включения двигателей. Орбиты Ляпунова вокруг точек Лагранжа являются кривыми, лежащими в одной плоскости с двумя главными телами в системе трёх тел. Орбиты Лиссажу, напротив, включают участки как в этой плоскости, так и в перпендикулярной к ней, и следуют кривым Лиссажу. Гало-орбиты также включают компоненты в перпендикулярной плоскости, но гало-орбиты, в.

Миллисекундный пульсар (англ. Millisecond pulsar, MSP) — пульсар с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд. Подобные пульсары были обнаружены в радио-, рентгеновском и гамма-диапазоне волн электромагнитного спектра. Теория происхождения всех миллисекундных пульсаров полностью не разработана. Наиболее распространенная теория их образования говорит, что они начинают свою жизнь как пульсары с небольшими периодами вращения, но затем постепенно раскручивается путём аккреции. По этой причине.

Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды: после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс.

Облако О́орта — гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование.

Земля-кроссеры — это околоземные астероиды, орбиты которых пересекают орбиту Земли. Перигелий орбиты у таких астероидов располагается внутри орбиты Земли, то есть он меньше афелия Земли (1,017 а. е.), но больше её перигелия (0,983 а. е.).

Га́зовые гига́нты — планеты, состоящие в значительной мере из водорода, гелия, аммиака, метана и других газов. Планеты этого типа имеют небольшую плотность, краткий период суточного вращения и, следовательно, значительное сжатие у полюсов; их видимые поверхности хорошо отражают, или, иначе говоря, рассеивают солнечные лучи.

Покры́тие — это астрономическое явление, во время которого, с точки зрения наблюдателя из определённой точки, одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его часть.

Прили́вные си́лы — силы, возникающие в телах, свободно движущихся в неоднородном силовом поле. Самым известным примером действия приливных сил являются приливы и отливы на Земле, откуда и произошло их название.

Межзвёздные объекты — это объекты или кометы, которые существуют в межзвёздном пространстве, не связанные силами тяготения с какой-либо звездой. Первым обнаруженным известным межзвёздным объектом является 1I/Оумуамуа. Межзвёздный объект может быть выявлен только если он проходит через нашу Солнечную систему вблизи от Солнца или если он отделился от облака Оорта и начал двигаться по сильно вытянутой гиперболической орбите, не связанной с гравитацией Солнца. Объекты со слабыми гиперболическими траекториями.

Точки Лагра́нжа, точки либра́ции (лат. librātiō — раскачивание) или L-точки — точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействия никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел.

Движения Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.

Рентгеновский пульсар — космический источник переменного рентгеновского излучения, приходящего на Землю в виде периодически повторяющихся импульсов.

Магнитопауза (магнетопауза) — граница магнитосферы небесного тела, на которой давление магнитного поля равно давлению окружающей магнитосферу плазмы.

Эклиптическая система координат, или эклиптикальные координаты:49 — это система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость эклиптики, а полюсом — полюс эклиптики. Она применяется при наблюдениях за движением небесных тел Солнечной системы, плоскости орбит многих из которых, как известно, близки к плоскости эклиптики, а также при наблюдениях за видимым перемещением Солнца по небу за год:30.

Рассеянный диск — удалённый регион Солнечной системы, слабо заселённый малыми телами, в основном состоящими изо льда. Такие тела называют объектами рассеянного диска (SDO*, scattered disc object); они являются подмножеством большого семейства транснептуновых объектов (ТНО). Внутренняя область рассеянного диска частично перекрывается с поясом Койпера, но по сравнению с ним, внешняя граница диска пролегает гораздо дальше от Солнца и гораздо выше и ниже плоскости эклиптики.

Прохожде́ние, или астрономи́ческий транзи́т — это астрономическое явление, во время которого с точки зрения наблюдателя из определённой точки одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его часть.

Начальная функция масс (НФМ) является эмпирической функцией, описывающей распределение масс звёзд в элементе объёма с точки зрения их начальной массы (масса с которой они сформировались). Свойства и эволюция звёзд тесно связаны с их массой, поэтому НФМ является важным предсказательным инструментом для астрономов при изучении большого количества звёзд. НФМ относительно инвариантна для похожих групп звезд. Важным является предположение о единстве, универсальности НФМ для всей Галактики или, по крайней.

Протопланета — крупный планетный зародыш в протопланетном диске, прошедший стадию внутреннего плавления, что привело к дифференциации недр. Полагают, что эти небесные тела образовались из планетезималей километровых размеров, гравитационно притягивавшихся и сталкивавшихся друг с другом. В соответствии с теорией формирования планет, протопланеты вносили небольшие возмущения в орбиты друг друга и в результате сталкивались, постепенно образуя крупные планеты.

Прили́вное ускоре́ние — эффект, вызванный гравитационно-приливным взаимодействием в системе естественный спутник — центральное тело. Главными следствиями этого эффекта являются изменение орбиты спутника и изменение вращения центрального тела вокруг оси, как это наблюдается в системе Земля — Луна. Другим следствием является разогрев недр планет, как это наблюдается с Ио и Европой и, предположительно, имело значительный эффект с древней Землёй.

Хвост кометы — вытянутый шлейф из пыли и газа кометного вещества, образующийся при приближении кометы к Солнцу и видимый благодаря рассеянию на нём солнечного света. Обычно направлен от Солнца.

Индекс подобия Земле (англ. Earth Similarity Index, ESI) — индекс пригодности планеты или луны для жизни, разработанный международной группой учёных, которую составили астрономы, планетологи, биологи и химики.

Двойной пульсар — пульсар, имеющий второй компонент, часто представляющий собой нейтронную звезду или белый карлик. По крайней мере в одном случае (PSR J0737-3039) второй компонент также является пульсаром. Двойные пульсары являются одними из некоторых объектов, позволяющих физикам проверять выводы общей теории относительности вследствие сильных гравитационных полей в окрестности таких объектов. Хотя объект-компаньон пульсара обычно сложно или невозможно наблюдать напрямую, его наличие можно установить.

Много людей считает, что в Солнечной системе восемь планет и карликовая планета Плутон. Это, конечно, да, но на этом Солнечная система не заканчивается и за орбитой Плутона находится множество интересных объектов, которые разбросаны по пространству за Плутоном вплоть до самого края Солнечной системы. Поэтому в этой статье мы расскажем где находится истинный край Солнечной системы.

Что находится за орбитой Плутона?

В 1930 году, когда Клайд Томбо открыл Плутон, некоторые теоретики задумались над тем, что за орбитой Плутона, могут быть планеты или другие космические тела. В наше время, телескопы, такие как PANSTARRS и будущий телескоп Vera Rubin, сканируют всё звёздное небо в надеждах найти в поясе Койпера хоть что-то.

Пояс Койпера находится за орбитой Нептуна. Это пояс астероидов, который содержит множество маленьких космических тел, среди которых и расположился Плутон. Часто пояс Койпера путают с облаком Оорта, но облако Оорта более удалённое и в нем больше кометоподобных тел. Считается, что пояс Койпера, это остатки, оставшиеся после формирования Солнечной системы.

А как насчет облака Оорта? Существование облака Оорта, пока, к сожалению, только гипотетическое. Но теоретики считают, что оно находится на расстоянии от 50 до 100 тысяч астрономических единиц. Но это ещё не край Солнечной системы.

Гелиосфера и сфера Хилла

Чтобы ответить на вопрос, где именно заканчивается Солнечная система, нужно понять, куда долетает солнечный ветер и где перестаёт доминировать солнечная гравитация.

Зона, которая находится под постоянным воздействием солнечного ветра называется Гелиосферой. Предел гелиосферы — гелиопауза находится на расстоянии около 100 астрономических единиц от Солнца. На расстоянии 60-70 астрономических единиц от Солнца солнечный ветер начинает стремительно тормозить вследствие взаимодействия с межзвёздным газом и к гелиопаузе поток солнечной плазмы полностью уравновешивается давлением межзвёздного газа.

Однако, гравитация Солнца доминирует на значительно больших расстояниях. Некоторые учёные считают, что сфера Хилла — сфера, в которой доминирует гравитационное воздействие тела, для Солнца простирается на 125 000 астрономических единиц. Поэтому именно это расстояние можно назвать полноценным краем Солнечной системы.

Аппараты, находящиеся на краю гелиосферы

Всем известные американские аппараты Вояджер-1 и Вояджер-2 покинули Землю ещё в 1977 году для исследования планет-гигантов. В 2012 году Вояджер-1 вышел за пределы гелиосферы, а в декабре 2018 это сделал и зонд Вояджер-2, но несмотря на это, до сих пор аппараты присылают на Землю сигналы.

“Вояджер-2”

Кроме известных всем Вояджеров на краю Солнечной системы также работают и другие аппараты, такие как: "Пионер-10", "Пионер-11" и "Новые горизонты". Эти аппараты, тоже в конечном итоге покинут гелиосферу и выйдут в межзвёздное пространство, как это сделали Вояджеры.

Интересным фактом является то, что через несколько десятков тысяч лет зонды могут встретиться с другими звёздами. Например зонды "Вояджер-1", "Вояджер-2" и "Пионер-11" встретятся с звездой Проксима Центавра, а "Пионер-10" — с маленьким красным карликом Росс 248.

Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.

Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!

Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .

Читайте также: