Какова жизнеспособность планеты, вращающейся вокруг двух осей?

Я сценарист, работаю над научно-фантастическим рассказом. Насколько я могу, мне нравится примирять мои воображаемые места с ограничениями реальности. Вот моя проблема:

Кетравведите описание изображения здесь

Кеттра в большинстве случаев представляет собой планету, заблокированную приливами, что означает, что она вращается вокруг одной оси за то же время, которое требуется для завершения своей орбиты. Однако эта планета отличается тем, что она также вращается, когда она заблокирована приливом. Таким образом, северный полюс привязан к звезде, и планета вращается вокруг этой оси, в то время как заблокированный полюс движется вокруг своей оси, всегда обращенной к звезде.

Если вам трудно это представить: представьте себе Уран, но с одним полюсом, всегда обращенным к Солнцу.

введите описание изображения здесь Источник

Мои вопросы:

Может ли планета иметь две оси вращения?

Если да, то есть ли способ привязать один полюс к звезде?

Это связано с этим ответом ?
Итак, если я правильно понимаю этот ответ, то планета не может вращаться вокруг двух осей без дополнительной энергии?
См . physics.stackexchange.com/questions/19201/… . В частности, «теорема Эйлера о вращении гарантирует, что любое вращение твердого объекта может быть выражено как вращение вокруг одной оси». Однако также загляните на math.stackexchange.com/questions/44696/… .
Вам понадобится крутящий момент. Как прецессия гироскопа при вращении . Я имею в виду, что Земля частично делает это из-за гравитации.
Я предполагаю, что тогда у меня возникнет вопрос, насколько неоднородной или несферической должна быть планета, чтобы иметь более сложное вращение?
Хорошим описанием того, что вы хотите, может быть планета Уран , но с севером (или югом), всегда указывающим на солнце.
Самуэль, Да, это то, что я ищу. Я отредактирую свой пост, чтобы упростить ситуацию.
Я знаю, что более мелкие объекты, такие как астероиды, могут иметь сложное вращение, это просто потому, что они имеют неправильную форму? Или полусферическая планета тоже может иметь такое же вращение?
@JoshBelmont Хорошо рассмотрим диаграмму Урана. Единственный способ, которым полюс продолжает указывать на Солнце, — это что-то, что будет тянуть его за собой. Я не уверен, насколько большим и быстрым он должен быть, но я думаю, что вращающаяся вокруг Луны могла бы тянуть планету. Луна на полярной орбите — это не то, что образуется естественным путем, она должна быть захвачена планетой.
Да, это сработает. Это в сочетании с приливной блокировкой звезды помогло бы держать этот полюс обращенным к звезде. Как вы думаете, можно ли помочь с недифференцированным ядром с небольшим количеством более тяжелого материала вблизи северного полюса? Кстати, спасибо, что добавили эту схему!
@JoshBelmont Опять же, я не уверен в этом, но перекошенное ядро ​​​​может помочь. Луна будет вращаться вокруг центра масс, и приливные силы на южной стороне будут увеличиваться по мере того, как она проходит ближе.
Я видел падающий астероид без причин, по которым это нельзя отнести к планете.

Ответы (3)

Да, это возможно; вращение, при котором полюс направлен на звезду, будет считаться прецессией . Если бы эта планета находилась на близкой орбите вокруг красного карлика, она была бы достаточно близко, чтобы быть заблокированной приливом, а гравитация обеспечивала бы необходимый крутящий момент, оставаясь при этом в обитаемой зоне звезды.

Спасибо Монти Уайлду и особенно @Samuel за помощь в этом! Я буду считать, что раздел с крайне редкими ответами означает, что эту тему можно обсуждать в обоих направлениях. Но обсуждаемый означает правдоподобный, и это очень хорошо. Перекошенное ядро ​​с полярной орбитой большой луны вокруг красного карлика, так что она прецессирует. Вот о чем я говорю! Рассмотрим этот ответ.
Я не согласен. Оси прецессии не будут следовать за движением Солнца, а будут двигаться намного медленнее, совершая много оборотов, чтобы развернуться. Это не будет стабильным: планета будет поддырявлена , а ось будет смещаться до тех пор, пока не произойдет нормальное запирание приливной поверхности.
@JDługosz Прецессия не обязательно должна происходить с определенной скоростью — в принципе, она может происходить ровно на одной орбите. Удачный удар другого планетарного тела на более раннем этапе истории системы мог заставить ее вращаться именно так... Я думаю, что это маловероятно, но не невозможно. youtube.com/watch?v=ty9QSiVC2g0
@JoannaMarietti прецессия действительно происходит с определенной скоростью, определяемой приложенным крутящим моментом. Оно не «раскручивается» каким-то предшествующим событием, а требует постоянного приложения силы. Обычно это происходит из-за приливных воздействий на выпуклость экватора и связано с изменением углового момента. Ваше предложение отличается на 3 или 4 порядка и не является разумной ценностью, и никогда не продержится с высокой ценностью.
Видео: да, демонстрация велосипедного колеса на уроке физики для первокурсников. Я знаю, что такое прецессия , так что же это должно добавить? Вы заметите в демонстрации, что смещенная от центра гравитация является движущей силой в этом случае, и ее движение приводит к тому, что колесо со временем опускается и (сложнее сказать) вызывает трение о подшипники оси. Он иссякает, так как это диссапатирующий процесс. Учитывая демонстрацию колеса, как вы думаете, как хороший удар заставит его прецессировать с другой скоростью? Знаете ли вы, что определяет скорость, которую вы видите? …
…Разумно ли предположить, что какая-то небольшая корректировка ускорит прецессию в десять тысяч раз? Откуда взялась бы энергия, чтобы инерция его вращения позволила оси вращения сместиться? Помните, что прецессия — это не вращение (продолжающееся в естественном движении, подобно скорости), а ускорение .
То есть вы хотите сказать, что в пустом пространстве без постоянного приложения крутящего момента объект не может так вращаться? Я понимаю, что вы говорите о смещении центра тяжести.
@JoannaMarietti Есть, но это из-за прецессии оси вращения, а не оси углового момента. Это совершенно другой эффект, описанный в разделе вики-ссылки, посвященном без крутящего момента.

Нет

Объект, вращающийся без каких-либо внешних сил, будет иметь один стационарный вектор углового момента. Чтобы иметь прецессию этого вектора углового момента, необходимо приложить крутящий момент. Этот крутящий момент, добавленный (интегрированный) с течением времени, будет добавляться к текущему вектору углового момента, чтобы получить новый вектор углового момента. Чтобы вектор углового момента всегда указывал на Солнце (или от него), приложенный крутящий момент должен быть достаточно сильным по величине, чтобы он мог остановить вращение планеты за четверть года. Это может быть не так уж плохо, за исключением того, что направление крутящего момента будет довольно трудно достичь. Если рассматривать ось движения планеты вокруг Солнца как направленную вверх, то крутящий момент должен был бы толкать нижнюю часть планеты и тянуть верхнюю. К сожалению, поскольку планета вращается,

Но есть и другой тип прецессии, прецессия без крутящего момента , когда ось мгновенного вращения изменяется, а ось углового момента остается неподвижной. Однако это также может не привести к желаемому движению, поскольку две оси не могут указывать в противоположных направлениях (или даже быть перпендикулярными), но в описанном вами движении ось вращения указывает в совершенно противоположном направлении каждые полгода.

Я не думаю, что это возможно для планеты, вращающейся вокруг звезды. Но на самом деле вы могли бы добиться этого с луной , которая приливно привязана к планете, вокруг которой она вращается по солнечно-синхронной орбите . Для этого требуется быстро вращающаяся планета (поэтому у нее сильная экваториальная выпуклость). Для Земли это невозможно (все солнечно-синхронные орбиты лежат в пределах предела Роша), но для планеты, похожей на Юпитер, это в принципе может сработать. Масса газового гиганта легко позволила бы создать луну размером с Землю.

Имейте в виду, что луна на такой специфической, почти полярной орбите маловероятна... кроме того, планета , вероятно, будет иметь массовую вулканическую активность из-за приливного влияния планеты.

Какова жизнеспособность планеты, вращающейся вокруг двух осей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v