Beeinflussen natürliche Satelliten eines Planeten seine Umlaufgeschwindigkeit um einen Stern?

Entschuldigen Sie bitte eine Laienfrage.

Wie wir wissen, berücksichtigen wir zur Berechnung der Umlaufgeschwindigkeit die Masse des umkreisenden Körpers, die Masse des umkreisten Körpers und den Abstand zwischen den beiden Körpern.

Allerdings interessieren uns die natürlichen Satelliten (eines Planeten) in den Berechnungen nicht wirklich. Warum sind sie unbedeutend? Warum wird nicht das gesamte System in die Berechnungen einbezogen?

Antworten (2)

Ja, es beeinflusst die Umlaufgeschwindigkeit des Planeten. Sowohl Planet als auch Satellit bewegen sich um den Masseschwerpunkt Planet-Satellit. Dieser Massenmittelpunkt umkreist den Stern mit einer konstanten Geschwindigkeit (nehmen wir der Einfachheit halber kreisförmige Umlaufbahnen an), aber wenn Sie nur auf den Planeten schauen, wird die Umlaufgeschwindigkeit um den Stern herum auf und ab wackeln zusätzliche Bewegung um den Masseschwerpunkt Planet-Satellit.

Für die meisten Planeten-Satelliten-Systeme ist dieser Effekt sehr gering, da der Satellit im Vergleich zum Planeten normalerweise sehr, sehr leicht ist. Erst wenn man ein echtes Doppelsystem wie Erde-Mond oder Pluto-Charon hat, beginnt dieser Effekt ins Gewicht zu fallen. Für Transit-Exoplanetensysteme versuchen sie, auf die Existenz von Exomonden zu schließen, indem sie die Auswirkungen ausnutzen, die dies auf den Transitzeitpunkt des Planeten haben wird. Bisher sind jedoch keine Exomonde aufgetaucht.

Eine Möglichkeit, diese Frage zu betrachten, besteht darin, nicht an den Mond zu denken, der die Erde umkreist, sondern ihn als zwei Körper zu betrachten, die sich umkreisen. Dann wird offensichtlich, dass die Umlaufgeschwindigkeiten zweier Objekte umeinander herum die Umlaufgeschwindigkeit um den Stern beeinflussen.

Der Mond und die Erde umkreisen beide das Baryzentrum zwischen ihnen, das sich innerhalb der Erde befindet, aber in Richtung des Mondes.

Der Mond umkreist das Baryzentrum mit etwa 3.640 km / h (etwas langsamer als die Erde, glaube ich), sodass die entsprechende Erdbewegung für das 81-fache der Masse eine Ellipse von 1/81 der Größe ist, was der Erde eine elliptische Umlaufgeschwindigkeit von über 45 km/h, was bei einer elliptischen Bewegung eine Vektoraddition der Geschwindigkeit ist, und daher nur etwa plus oder minus 45 km/h bei Vollmond oder ohne Mond, wenn die Bewegung relativ parallel oder 180 Grad entgegengesetzt zu der ist Bewegung der Erde um die Sonne.

siehe Bild:

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Diese Geschwindigkeitsvariation hat einen Zeitraum von etwa 27,3 Tagen ( siderisch , nicht synodisch) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1/81 des Umlaufbahndurchmessers des Mondes oder etwa 9.400 km, was ungefähr der gleichen Entfernung entspricht, die die Erde in etwas mehr als 5 Minuten um die Sonne umkreist , also ist der Effekt winzig und wahrscheinlich für jedes Planeten-Satelliten-System winzig, aber Sie können Jupiter-Ganymed oder Pluto-Charon berechnen, wenn Sie möchten.

Unter Verwendung der 30.000-km/s-Näherung erhalten wir 30.045 km/h ohne Mond und 29.955 km/h bei Vollmond oder etwa 3/10 von 1 %, Spitze zu Troth, alle 13,65 Tage oder so.

Zum Vergleich: Das Perihel der Erde ist etwa 3,28 % näher an der Sonne als ihr Aphel, was unter Verwendung von Keplers Gleichflächengesetz und einer Annäherung von Fläche = 1/2 Basis x Höhe die Umlaufgeschwindigkeit der Erde am Perihel etwa 3,28 % größer ist, oder etwa 11-mal so viel Variation in allen 182,62 Tagen der elliptischen Umlaufbahn.

Zum größten Teil ist die Umlaufgeschwindigkeit der Erde nicht so relevant. Die Position der Erde, nicht ihre Geschwindigkeit, bestimmt, welche Sterne oder Planeten Sie nachts sehen und ob die Erde über einen Zeitraum von 24 Stunden wegen des Mondes, 5 Minuten Schwankung über 13 Tage, etwas mehr oder etwas weniger von ihrer Umlaufbahn als gewöhnlich überspannt ist nur für die strengsten Astronomen relevant.