太阳系中的有趣科学

周煦之 田晖

目录

  • 1 引言
    • 1.1 太阳系天体概览
    • 1.2 行星的运动
    • 1.3 日心说的提出
    • 1.4 太阳系各大行星运行规律
  • 2 行星轨道与万有引力
    • 2.1 谷神星的故事
    • 2.2 海王星的故事
    • 2.3 冥王星的故事
    • 2.4 三体问题
    • 2.5 混沌系统
    • 2.6 拉格朗日点
  • 3 万有引力的梯度:潮汐
    • 3.1 潮汐力与洛希极限
    • 3.2 潮汐锁定
    • 3.3 逆行的海卫一(Triton)
    • 3.4 火星的卫星们(Phobos & Deimos)
    • 3.5 木星系与潮汐
  • 4 逐梦火星
    • 4.1 火星的早起观测
    • 4.2 火星的温度和大气成分(一)
    • 4.3 火星的温度和大气成分(二)
    • 4.4 第一次成功飞越火星
    • 4.5 第一次成功环绕火星(一)
    • 4.6 第一次成功环绕火星(二)
    • 4.7 登陆火星
    • 4.8 火星上的“蓝莓”
    • 4.9 火星上的水
    • 4.10 寻找火星表面的液态水
  • 5 温室效应与冰室效应
    • 5.1 火星大气逃逸(一)
    • 5.2 火星大气逃逸(二)
    • 5.3 金星大气的演化
    • 5.4 土卫六勘测
    • 5.5 火星地球化(一)
    • 5.6 火星地球化(二)
    • 5.7 金星地球化
  • 6 外太阳系
    • 6.1 向外太阳系进发
    • 6.2 日球层
    • 6.3 木星系
    • 6.4 土星系(一)
    • 6.5 土星系(二)
    • 6.6 天王星系与海王星系
  • 7 行星磁层与辐射带
    • 7.1 木星的发现与认识
    • 7.2 土星与天王星
    • 7.3 电离辐射
    • 7.4 宇宙射线
    • 7.5 范艾伦辐射带
    • 7.6 木星辐射带
    • 7.7 天王星季节
    • 7.8 各天体的物质构成
    • 7.9 木星的成分
    • 7.10 潮汐加速与潮汐减速
    • 7.11 火星探测
    • 7.12 木星的结构
    • 7.13 木星的温度
    • 7.14 状态方程与相图
    • 7.15 木星的内部结构
  • 8 太阳系小天体
    • 8.1 核心吸积理论(一)
    • 8.2 核心吸积理论(二)
    • 8.3 木星的形成
    • 8.4 系外行星探测(一)
    • 8.5 系外行星探测(二)
    • 8.6 系外行星探测(三)
    • 8.7 小行星带天体与柯依伯带
    • 8.8 彗星
    • 8.9 小行星的形成
    • 8.10 小行星的分布
    • 8.11 陨铁
    • 8.12 石铁陨石
    • 8.13 彗星的起源
    • 8.14 妊神星的故事
    • 8.15 塞德娜的故事
  • 9 探索太阳
    • 9.1 研究太阳的意义
    • 9.2 太阳的结构
    • 9.3 太阳爆发
    • 9.4 太阳活动周
    • 9.5 太阳探测
  • 10 寻找地外生命
    • 10.1 外星生命
    • 10.2 宜居星球
    • 10.3 生命起源
    • 10.4 外星文明
    • 10.5 费米悖论
  • 11 阅读
    • 11.1 阅读
  • 12 问卷调查
    • 12.1 问卷调查
木星系与潮汐
  • 1 视频
  • 2 章节测验



潮汐加热(也称为潮汐作功或潮汐折曲) 经由潮汐摩擦过程产生。发生潮汐加热的天体,其轨道和自转的能量转化为自身及其卫星上地壳的热而消失。由于木星的潮汐力让木卫一变型,使得木卫一成为太阳系内火山活动最活跃的天体,因此其表面上没有陨石坑。木卫一轨道的离心率及拉普拉斯共振效应造成它在每个公转周期中都有非常明显的潮汐隆起(高达100米)。来自这种潮汐扭曲的摩擦力使它的内部变热。理论上,一个相似但是微弱的过程也会在木卫二上发生,并造成在岩石地幔下较低层冰层的溶解。土星的卫星土卫二同样被认为在冰壳的下方有一个液态水的海洋。从土卫二的水蒸气间歇泉喷发出的物质被认为是经由这颗卫星冰壳内的潮汐摩擦产生能量造成的变动。


潮汐加速是行星与其卫星之间潮汐力的效应。这种“加速”通常都是负面的效应,如果卫星是在顺行轨道上运行,会逐渐退行和远离行星(卫星的角动量增加),相对的,行星的自转也会减缓(角动量守恒)。这个过程最终会导致质量小的先潮汐锁定,然后大的也会如此。地月系统是研究这种情况的最佳事件。

卫星轨道周期短于主星(行星)的自转周期,或是逆行轨道的状况,称为潮汐减速,是一种类似的程序(卫星的角动量减少)。

三个伽利略卫星的拉普拉斯共振

  • Io的公转周期为Europa的1/2, 为Ganymede的1/4

  • Io总在同一位置与Europa及 Ganymede的距离达到最小, 三者之间的周期性引力作用 使其轨道无法演变至圆形

  • 拉普拉斯共振还具有稳定 轨道的效果