Осевой наклон и скорость прецессии экзопланет

Земная ось удалена от ортогональности к эклиптике на 23,5 градуса, и для ее полной прецессии требуется около 26 000 лет. У меня нет передо мной ни интуитивного понимания, ни формулы частоты прецессии того, как последняя зависит от первой (и прочего). Так...

  1. Какова общая формула гироскопической прецессии? Я помню, как рассчитывал это как функцию момента инерции и крутящего момента, но это было неудобно, а диплом механика был семь лет назад.

  2. Какая формула заменяет гравитацию на силу и разумный момент инерции на планету?

  3. Является ли сфера с однородной плотностью достаточно хорошим приближением для B?

  4. Знаете ли вы какие-либо эмпирические измерения любого из вышеперечисленного для каких-либо экзопланет? В частности, какие-нибудь действительно быстрые прецессоры?

  5. Какие еще более важные выводы мы можем сделать из вышеизложенного? См . Легче ли узнать больше о сезонных изменениях в атмосфере экзопланеты, когда экзопланета вращается вокруг двойной звездной системы?

Прецессия возникает из-за асимметричного воздействия приливных сил на экваториальную выпуклость. Приливный момент линейен по первичной массе (фактически для Земли Луна вносит вклад того же порядка, что и Солнце), обратно кубичен по расстоянию, определяется синусом наклона, и я так и не выяснил, как именно он масштабируется со сжатием. Крутящий момент работает, чтобы изменить угловой момент планеты, который является линейным по массе и угловой скорости и квадратным по планетарному радиусу. Так что период прецессии должен пройти п ∝ р 3 / ( м М ю р 2 грех ⁡ θ ) . Но детали беспорядочны.

Ответы (1)

Обнаруживаемость вариаций глубины транзита из-за экзопланетного сжатия и прецессии вращения дает частичный ответ на ваш вопрос. Они дают период вращения для круговой орбиты в полезных единицах для разговоров об экзопланетах газовых гигантов:

θ = осевой наклон (наклон)

С "=" я М п р е д 2 , где я момент интерции

п о р б = орбитальный период

п р о т = период вращения

п п р е с "=" ( 13.3 у р с о с ( θ ) ) ( С / Дж 2 13,5 ) ( п о р б 15 г а у с ) 2 ( 10 час р п р о т )

Множитель 13,5 в знаменателе второго выражения в правой части периода прецессии соответствует Сатурну. Таким образом, если вы подставите все реперные значения, вы получите период прецессии 13,3 года относительно косинуса осевого титула. Для более коротких орбитальных периодов вы получаете более короткие периоды прецессии, но вы также получаете более быструю приливную спин-орбитальную синхронизацию. Поэтому они говорят, что оптимальные экзопланеты для поиска — горячие юпитеры с периодами порядка 15–30 дней. Они еще не обязательно претерпят приливную спин-орбитальную синхронизацию, но могут иметь период прецессии порядка десятилетий.

Насколько я могу судить (и я достаточно уверен в этом), этого еще не наблюдалось. Но самое прикольное в том, что авторы говорят в аннотации:

Обнаруживаемость сигнала TδV будет улучшена за счет спутников (что уменьшит период прецессии) или планетарных колец (что увеличит амплитуду).

Позже они говорят, что это может внести некоторую двусмысленность в анализ, но более подробный анализ может позволить сделать вывод о наличии колец и спутников вокруг короткопериодических газовых гигантов, что было бы довольно круто. Конечно, они также предполагали круговые орбиты. Эксцентрические орбиты будут испытывать другие источники прецессии и немного изменят эту прецессию вращения. Так что, в целом, это довольно сложно, но есть перспектива наблюдать некоторые из этих эффектов в человеческих временных масштабах со всеми обнаруженными в настоящее время экзопланетами.

Осевой наклон и скорость прецессии экзопланет
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v