Почему Оумуамуа движется так медленно?

Представьте себе космический камень, который начинается в состоянии покоя в точке Лагранжа между Солнцем и нашим ближайшим звездным соседом, Альфой Центавра. Это означает, что она находится примерно в 2 световых годах от Солнца.

Теперь он слегка подталкивается к солнцу. С какой скоростью он будет двигаться, когда приблизится к Солнцу?

Я использовал формулу мгновенной скорости падающего объекта, прошедшего большое расстояние падения, которую можно найти на этой странице в Википедии:

https://en.wikipedia.org/wiki/Equations_for_a_falling_body

Используя следующие значения:

G = 6,674 × 10^−11 Н·м^2/кг^2

М = 1,989 × 10^30 кг

г = 695 700 000 м

d = 2 световых года = 9,4607 × 10 ^ 15 м

Я подсчитал, что к тому времени, как космический камень достигает Солнца, он движется со скоростью 617 752 м/с. Я бы подумал, что это будет минимальная скорость любого межзвездного объекта, достигшего нас, потому что, по-видимому, он уже будет иметь какую-то ненулевую скорость, когда попадет под гравитационное влияние Солнца.

Однако в новостях говорится, что Оумуамуа движется со скоростью всего 26 330 м/с. Почему я ошибся в 23 раза?

Ответы (1)

Он движется с этой скоростью сейчас после того, как был замедлен гравитационным полем Солнца, когда он поднимается за пределы гравитационного потенциала Солнца.

Максимальная скорость в перигелии составляла около 87 км/с.

Несоответствие между этим и вашим значением 617 км/с заключается лишь в том, что перигелий (самое близкое сближение с Солнцем) составлял около 0,25 а.е. Если бы его траектория привела его намного ближе к Солнцу, его скорость приблизилась бы к вычисленной вами величине.

Грубо: тело с нулевой кинетической энергией на бесконечности будет двигаться со скоростью 2 г М / р когда на расстоянии р от Солнца (просто сохранение энергии).

Для р "=" 0,25 а.е., получаем скорость 84,3 км/с. Поскольку Оумуамуа стартовал со скоростью около 26 км/с на бесконечности, его максимальная скорость была чуть больше.

Основное недоразумение здесь заключается в простом применении закона сохранения энергии и предположении, что астероид может приблизиться к Солнцу сколь угодно близко. Это не так, потому что угловой момент также должен сохраняться, и это ограничило самое близкое приближение к 0,25 а.е.

Хорошо, понял. Для физика существует очевидная разница между свободным падением прямо на Солнце (мой пример) и приближением к Солнцу и его приближением по гиперболической траектории (Оумуамуа). Но для человека, не являющегося физиком, все это выглядит просто как ускорение к солнцу на очень большое расстояние и, следовательно, наращивание огромной скорости. Спасибо за ответ!
@SlowMagic Должны сохраняться энергия и угловой момент.