Насколько «заперты» Плутон и Харон? Сколько либрирует каждый, если смотреть на другой?

Обсуждение ниже. Все или некоторые геостационарные спутники привязаны к Земле приливно-отливным движением? заставил меня задуматься о Плутоне и Хароне. Согласно Википедии :

Харон и Плутон вращаются вокруг друг друга каждые 6,387 дня. Два объекта гравитационно прикованы друг к другу, поэтому каждый обращен к другому одной и той же стороной. Это случай взаимного приливного замыкания по сравнению с Землей и Луной, когда Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной, а не наоборот. Среднее расстояние между Хароном и Плутоном составляет 19 570 километров (12 160 миль). Открытие Харона позволило астрономам точно рассчитать массу системы Плутона, а взаимные покрытия выявили их размеры. Однако ни один из них не указывал индивидуальных масс двух тел, которые можно было только оценить, до открытия внешних спутников Плутона в конце 2005 года. Детали орбит внешних спутников показали, что Харон имеет примерно 12% массы Плутона.

Вопрос: Насколько «заперты» Плутон и Харон? Сколько либрирует каждый, если смотреть на другой? Орбита Харона имеет эксцентриситет всего около 0,0002 , но я думаю, что полное кажущееся либрационное движение зависит от наклона орбиты и выравнивания осей вращения каждого тела.

Относительно количественной оценки движения лунной либрации:

Чтобы дать некоторое представление о том, как выглядит либрация, вот две GIF-изображения либрации нашей Луны от Кто делает эти завораживающие симуляции фаз Луны? И как?

Lunar_libration_with_phase_Oct_2007.gif

Источники: выше и ниже

Лунная_либрация_с_фазой2.gif

Ответы (3)

Вот результат, полученный с библиотекой NAIF SPICE:

введите описание изображения здесь

На графике показаны азимут и высота Харона, видимые наблюдателем на поверхности Плутона с положением: широта = 45° и долгота = 0 (z и el скорректированы на одностороннее световое время и звездную аберрацию).

Это, вероятно, лучший вид:

введите описание изображения здесь

Вы не увидите никаких изменений азимута или высоты.

РЕДАКТИРОВАТЬ : файлы данных, используемые SPICE: «pck00010.tpc» и «plu055.bsp».

pck00010.tpc :
Термины постоянной нулевого меридиана (W0) для Плутона и Харона взяты из: Archinal, BA, A'Hearn, MF, Conrad, A., Consolmagno, GJ, Courtin, R., Fukushima, T., Hestroffer, D. ., Хилтон, Дж.Л., Красинский, Г.А., Нойманн, Г., Оберст, Дж., Зайдельманн, П.К., Стоук, П., Толен, Д.Дж., Томас, П.С., и Уильямс, И.П. Группа по картографическим координатам и элементам вращения: 2006 и 2009 гг.».

Ориентация северного полюса Плутона постоянна: RA = 132,993°, Dec = -6,163°.

plu055.bsp :
Эфемериды спутников Плутона обновлены для включения данных New Horizons. Эта эфемерида является основой работы, о которой сообщалось на собрании DPS 2015 года.

+1Очень интересно, спасибо! Я предполагаю, что это геометрическая либрация, которая исходит из любых значений, которые SPICE использует для Харона для наклона (относительно экватора Плутона) и эксцентриситета, которые оба будут очень малы. Я предполагаю, что он предполагает, что любое остаточное раскачивание вперед и назад после первого включения блокировки уже давно затухло, что, вероятно, вполне разумно.
Я заметил, что наклон и эксцентриситет Харона, указанные в Википедии , отличаются от тех, что в этом ответе (которые, вероятно, новее; после пролета New Horizons). Вы можете увидеть, какие значения используются SPICE для этого графика?
@uhoh Добавил немного информации в «Редактировать». Для наклона и эксцентриситета они не зашиты в файл, их нужно вычислять, начиная с вектора состояния, но я получаю e=0,12 для Харона.
На изображении «Таблица 1» говорится: «Средние элементы орбиты (большая полуось, период обращения, эксцентриситет и наклонение) для Харона являются плутоцентрическими», но это неверно, потому что, если я выполняю расчеты с барицентрическим вектором состояния Харона, я получаю e от 0,000057 до 0,000260. (непонятна эпоха элементов в этой таблице).
GIF либрации нашей Луны удаляет движение в небе, оставляя только либрацию (очевидный наклон и вращение поверхности из-за постоянного вращения, но переменной орбитальной скорости и наклона) и изменение размера из-за изменения расстояния. Можно ли вообще решить проблему либрации? Я думаю, что изменение азимута на 0,05 градуса плюс несколько похожих треугольников во вращающейся системе отсчета предполагают примерно одинаковую величину либрации, а эксцентриситет дает кажущееся изменение размера, но пока не уверен.

Вот статья с информацией о Плутоне и спутниках Плутона. Я считаю, что большая часть информации получена из миссии New Horizons. С. А. Стерн, PI New Horizons, указан в качестве ведущего автора.

Вот снимок экрана с верхней части страницы 3 этого PDF-файла:

введите описание изображения здесь

0, а также почти нулевой эксцентриситет.

Не было бы покачивания и плетения, как на ваших гифках с нашей Луной. Харон совершенно неподвижно парил бы в небе Плутона. И Плутон, застывший в небе Харона.

Тело Большая полуось (км) Период (дни) Эксцентриситет наклон Радиус (км) ГМ ( к м 3 с 2 ) Плотность( к г м 3 )
Плутон 6.3872 1187 ± 4* 869,6 ± 1,8 1860 ± 13
Харон 19 596 6.3872 0,00005 0,0° 606 ± 3* 105,88 ± 1,0 1702 ± 21
Стикс 42 413 20.1617 0,00001 0,0° от 1,8 до 9,8† 0,0000 ± 0,0001
Никс 48 690 24,8548 0.00000 0,0° 54 × 41 × 36‡ 0,0030 ± 0,0027
Керберос 57 750 32.1679 0.00000 0,4° от 2,6 до 14† 0,0011 ± 0,0006
Гидра 64 721 38.2021 0,00554 0,3° 43 × 33‡ 0,0032 ± 0,0028
Я думаю, что когда объект впервые становится едва зафиксированным приливом, он все еще колеблется почти на +/- 90 градусов, и эти колебания продолжают медленно затухать. Этот тип раскачивания может иметь период, намного превышающий 6 дней, и поэтому самих по себе изображений пролета New Horizons может быть недостаточно, чтобы исключить это.
Мне не хватает какой-либо информации о том, «насколько они заблокированы?» Получается, изображения пролета New Horizons не дают нам достаточно информации, чтобы исключить оставшееся колебание?
@uhoh почему +/- 90? разве это не должно быть +/- 180 градусов?
@qqjkztd да, я думаю, ты прав! Пришлось исправлять и здесь
Эксцентриситет 0,00005 означает, что расстояние варьируется примерно на 2 км, если кому интересно. Одна часть на десять тысяч.

Харон был обнаружен астрономом Военно-морской обсерватории США Джеймсом Кристи с помощью 1,55-метрового (61 дюйм) телескопа на станции Флагстафф Военно-морской обсерватории США (NOFS). 22 июня 1978 года он изучал сильно увеличенные изображения Плутона на фотопластинках, сделанных с помощью телескопа за два месяца до этого. Кристи заметила, что периодически появлялось небольшое удлинение. Выпуклость была подтверждена на пластинах, датированных 29 апреля 1965 года. Международный астрономический союз официально объявил миру об открытии Кристи 7 июля 1978 года.

введите описание изображения здесь

Открытие Харона на станции Флагстафф военно-морской обсерватории в виде изменяющейся во времени выпуклости на изображении Плутона (видно вверху слева, но отсутствует справа). Негативный образ.

Если мы видим только эту небольшую выпуклость, когда ищем Харона с Земли, откуда мы можем знать о том, насколько «заперты» Плутон и Харон? Есть лучшие наземные изображения и изображения Хаббла, показывающие оба объекта в виде отдельных точек, но без деталей поверхности.

Можно ли определить, насколько они заблокированы, по снимкам, сделанным «Новыми горизонтами» во время короткого пролета? Нужны ли нам изображения орбитального аппарата двойной системы Плутон-Харон?

Цитаты и изображения из Википедии .

Я думаю, что с точностью до четырех знаков после запятой эксцентриситета Харона доступно больше информации, чем эти нечеткие изображения. New Horizons взяла некоторые данные для примера подхода. Посмотрите на уровень точности всех его орбитальных параметров, например: en.wikipedia.org/wiki/Charon_(moon) Я думаю, что ваш ответ предлагает гораздо больше известно.
Есть более качественные снимки Плутона и Харона.
Также Плутон, Харон и другие спутники разрешены на изображениях HST , сделанных во время кампании New Horizons перед сближением с целью поиска обломков, колец и других спутников. Дополнительная информация об орбите и самих телах была получена также во время взаимных событий Плутон-Харон в 1985-1990 гг.
@matteol: Эти изображения лучше, но они не показывают, насколько заперты Плутон и Харон.
Насколько «заперты» Плутон и Харон? Сколько либрирует каждый, если смотреть на другой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v