В Википедии я увидел, что средняя орбитальная скорость планеты Земля вокруг Солнца колоссальна. , и мне стало интересно, есть ли тела (планеты, метеориты, астероиды), которые движутся быстрее?
Мой вопрос не о малых фотонах или других (маленьких) частицах и их скорости (скорости света) и даже не о солнечном ветре ( ), а о метеоритах, планетах или других материалах и их скорости вокруг солнца или другой фиксированной точки.
Максимальная скорость объекта, который вращается вокруг Солнца на определенном расстоянии называется скоростью убегания :
Обновлять
Если вы хотите узнать самый быстрый объект в Солнечной системе, который не врезался в Солнце, то лучшими кандидатами являются кометы , скользящие по Солнцу, то есть кометы с очень эксцентричными орбитами, которые проходят очень близко к Солнцу. Одной из конкретных групп являются Kreutz Sungrazers . Комета C/2011 W3 (Lovejoy), упомянутая Хоббсом в комментариях, принадлежит к этой группе, но была еще одна из этих комет, которая прошла от Солнца еще ближе: Большая комета 1843 года .
Эта комета имеет перигелий всего 0,005460 а.е. (где 1 астрономическая единица равна 149 597 871 км). Это означает, что она оказалась на расстоянии менее 121 000 км от поверхности Солнца и удивительным образом уцелела (большинство комет распадаются, когда они подходят так близко). Так какова его скорость в перигелии?
Общая формула (см. эту ссылку )
Когда на Солнце не падают кометы, Меркурий трудно превзойти. В этом информационном бюллетене НАСА указано, что орбитальная скорость Меркурия вокруг Солнца варьируется от к км/сек, ненамного больше земного (меньше множителя , даже на максимуме).
Комете не нужно сталкиваться с Солнцем, чтобы приблизиться к скорости убегания Солнца в перигелии . Существует класс комет, известных как солнечные грейзеры , которые проходят очень близко к Солнцу. Хотя маленькие кометы испаряются при первом прохождении мимо Солнца, более крупные могут прожить несколько оборотов и считаться периодическими кометами.
Существует класс скользящих по солнцу комет, называемых семейством Крейца , которые имеют очень низкий перигелий и достаточно высокий афелий (150–200 а.е.), что делает их лучшими известными мне кандидатами в «самые быстрые объекты в Солнечной системе», когда они проходят вблизи солнце. Комета Лавджоя (C/2011 W3) имеет афелий около 157 а.е. и перигелий 0,00555 а.е. (в пределах солнечной короны, обратите внимание, что само солнце имеет радиус фотосферы 0,00465 а.е.!). Таким образом, он прошел мимо Солнца в декабре 2011 года со скоростью 536 км/с, что составляет пару процентов от скорости убегания на этой высоте, равной 565 км/с. Сообщается , что Великая комета 1843 года, еще одна комета семейства Крейца, прошла еще ниже, не распавшись, на 0,00546 а.е., что дало ей скорость 570 км/с.
Пульсар проделал прекрасную работу по математике, поэтому я не буду дублировать ее здесь, за исключением того, что подчеркну тот момент, что как только ваш афелий в десятки тысяч раз выше вашего перигелия, афелий перестает иметь большое значение. Если вы находитесь на высоте 100 км над поверхностью Солнца и путешествуете со скоростью сотни км/с, разница между скоростью, с которой вам нужно пройти, чтобы пройти 100 а. , и оба очень близки к космической скорости.
Астероид «1566 Икар» имеет перигелийное расстояние 0,187 а.е. и большую полуось а.е., период обращения 1,119 года и эксцентриситет .
С использованием
Так что это не приближается к комете Лавджоя (упомянутой в других комментариях), но опережает Меркурий и, возможно, является самым быстрым объектом, который мы можем продолжать регулярно изучать, поскольку комета Лавджоя распалась. Несомненно, будут и другие небольшие куски скалы, которые могли бы превзойти это.
Три закона движения планет Кеплера особенно полезны при решении этого вопроса. Они заявляют, что (неофициальным языком)
Хотя это и не сразу очевидно, законы 2 и 3 в совокупности подразумевают, что по мере приближения спутника (планеты, астероида, кометы и т. д.) к Солнцу можно ожидать, что он будет иметь более высокую скорость.
В частности, если мы посмотрим только на восемь планет и Закон 3,
Вы можете видеть четкую связь между скоростью и расстоянием от Солнца.
Теперь давайте посмотрим на незваных гостей в нашу солнечную систему, таких как кометы. По сравнению с планетами, у большинства комет эксцентриситет очень близок к 1 (что означает, что их орбиты очень эллиптические). Некоторые кометы даже имеют эксцентриситет больше единицы, что означает, что они находятся на однократных гиперболических орбитах вокруг Солнца. Когда эти кометы приближаются к перигелию (близкому сближению с Солнцем), второй закон Кеплера говорит нам, что скорость спутника увеличивается. Наиболее яркими примерами являются кометы, пасущиеся на Солнце, которые очень близко подходят к Солнцу. На самом деле комета ISON двигалась так быстро в ноябре прошлого года, когда она приблизилась к перигелию, что а) вы могли видеть комету при дневном свете и б) Комментарий ISON не встретил безвременной кончины, вы бы действительно увидели, как она меняет положение в небе ( относительно начала фона)по часам .
Самым быстродвижущимся объектом, который не разрушается при столкновении с Солнцем, будут астероиды Аполлона, которые подходят очень близко к Солнцу. Например, Икар довольно быстро движется в перигелии (0,18665203 а.е. от Солнца) со скоростью чуть менее 100 км/сек.
Этот вопрос получил отличные ответы. Поскольку человек, который задает вопрос, кажется, хочет получить больше разнообразных ответов, я собираюсь изменить этот вопрос, спросив о максимальной скорости относительно Земли:
Земля — планета, а значит, очищающая свою орбиту вокруг Солнца от материальных объектов. С какой максимальной скоростью такой объект может столкнуться с земной атмосферой?
Орбита Земли вокруг Солнца очень близка к круговой. Приравнивая центростремительную силу, необходимую для удержания Земли на этой орбите, к гравитационной силе Солнца, отсюда следует, что Земля вращается вокруг Солнца с кинетической энергией, равной половине энергии, необходимой для побега от Солнца.
Объект, который вращается вокруг Солнца по чрезвычайно вытянутой эллиптической траектории и достигает наибольшего сближения с Солнцем где-то на пути Земли, имеет в этой точке (перигелии) кинетическую энергию, равную энергии, необходимой для побега от Солнца.
Поскольку кинетическая энергия квадратично пропорциональна скорости, отсюда следует, что скорость Земли по ее орбите вокруг Солнца равна раз превышает местную скорость убегания. Эта скорость убегания, скорость, необходимая для побега из места на орбите Земли вокруг Солнца, соответствует марафону (чуть больше 42 км) в секунду. Отсюда следует, что Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 29,8 км/с.
Если при максимальном сближении объект движется в направлении, противоположном Земле, столкновение будет лобовым и для получения общей скорости нужно сложить обе скорости. Суммарная скорость равна 71,9 км/с.
Это, однако, не приравнивается к скорости при ударе, поскольку гравитационное притяжение к Земле ускоряет объект по направлению к удару. Таким образом, чтобы получить скорость при ударе, мы должны добавить скорость убегания Земли (11,2 км/с) к полученной выше скорости.
В результате максимальная скорость при ударе составляет 83,1 км/с. Объекты Солнечной системы не могут поразить нас с большей скоростью.
В зависимости от того, что вы ищете, вот несколько возможных кандидатов на звание самых быстрых тел в Солнечной системе:
Если вы хотите что-то быстрее, вы должны попасть в космические лучи и тому подобное, что, как вы сказали, вас не интересует.
Насколько я понимаю вопрос, кометы (или что-либо другое, пришедшее из-за пределов Солнечной системы) можно не рассматривать. Остаются только астероиды и другие обломки, которые все еще вращаются вокруг Солнца на расстоянии r . Если эта масса начнет «падать» на Солнце, она достигнет скорости, определяемой уравнением Пульсара, если ее исправить, заменив член (1/Rsun) на (1/Rsun - 1/r).
Řídící
Корт Аммон
Виллемьен
CognisMantis
Виллемьен
пульсар