Влияет ли естественный спутник (спутники) планеты на ее орбитальную скорость вокруг звезды?

Прошу извинить за дилетантский вопрос.

Как мы знаем, для расчета орбитальной скорости мы принимаем во внимание массу тела, находящегося на орбите, массу тела, находящегося на орбите, и расстояние между двумя телами.

Однако в расчетах нас не волнует естественный спутник (спутники) (планеты). Почему они ничтожны? Почему не вся система участвует в расчетах?

Ответы (2)

Да, это влияет на орбитальную скорость планеты. И планета, и спутник движутся вокруг центра масс планеты-спутника. Этот центр масс вращается вокруг звезды с некоторой постоянной скоростью (для простоты предположим круговые орбиты), но если вы смотрите только на планету, то орбитальная скорость вокруг звезды будет колебаться вверх и вниз из-за ее дополнительное движение вокруг центра масс планеты-спутника.

Для большинства систем планета-спутник этот эффект очень мал, поскольку обычно спутник очень и очень легкий по сравнению с планетой. Только когда у вас есть настоящая двойная система, такая как Земля-Луна или Плутон-Харон, этот эффект начинает иметь значение. Для транзитных экзопланетных систем они пытаются сделать вывод о существовании экзолун, используя влияние, которое это окажет на время транзита планеты. Однако до сих пор не было найдено ни одной экзолуны.

Один из способов взглянуть на этот вопрос — не думать о Луне, вращающейся вокруг Земли, а рассматривать ее как два тела, вращающихся вокруг друг друга, тогда становится очевидным, что орбитальные скорости двух объектов вокруг друг друга действительно влияют на орбитальную скорость вокруг звезды.

Луна и Земля вращаются вокруг барицентра между ними, который находится внутри Земли, но в направлении Луны.

Луна вращается вокруг барицентра со скоростью около 3640 км/ч (немного медленнее, чем она вращается вокруг Земли, я думаю), поэтому соответствующее движение Земли для 81-кратной массы представляет собой эллипс, равный 1/81 размера, что дает Земле эллиптическую орбитальную скорость около 45 км/ч, что при эллиптическом движении представляет собой векторное сложение скорости, и поэтому речь идет только о плюс-минус 45 км/ч в полнолуние или без луны, когда движение относительно параллельно или на 180 градусов противоположно Движение Земли вокруг Солнца.

см. изображение:

введите описание изображения здесь

Это изменение скорости имеет период около 27,3 дня ( сидерический , а не синодический) со средним диаметром 1/81 диаметра орбиты Луны, или около 9400 км, что примерно равно расстоянию, которое Земля совершает по орбите вокруг Солнца чуть более чем за 5 минут. , так что эффект крошечный, и, вероятно, крошечный для каждой системы планета-спутник, но не стесняйтесь вычислять Юпитер-Ганимед или Плутон-Харон, если хотите.

Используя приближение 30 000 км/с, мы получаем 30 045 км/ч в отсутствие луны и 29 955 км/ч в полнолуние, или около 3/10 1%, от пика до истины, каждые 13,65 дней или около того.

Для сравнения, перигелий Земли примерно на 3,28% ближе к Солнцу, чем ее афелий, что, используя закон равных площадей Кеплера и приближение площади = 1/2 базы x высоты, орбитальная скорость Земли примерно на 3,28% больше в перигелии, или примерно в 11 раз больше вариаций за каждые 182,62 дня обращения по эллиптической орбите.

По большей части, орбитальная скорость Земли не так важна. Положение Земли, а не ее скорость, определяет, какие звезды или планеты вы видите ночью, и если Земля охватывает немного больше или немного меньше своей орбиты, чем обычно, в течение 24-часового периода из-за Луны, 5 минут колебаний в течение 13 дней. актуальна только для самых строгих астрономов.