Umlaufgeschwindigkeit eines Planeten - warum ist meine Berechnung um etwa 10% falsch?

Ich bin mir nicht sicher, ob ich etwas falsch mache oder Reider und Kenworthy (2016) falsch verstehe .

Ich versuche nur, die in Tabelle 1 aufgeführten Umlaufgeschwindigkeiten zu reproduzieren. Der zweite Absatz von Abschnitt II listet eine Masse der Haupt- und Halbhauptachse für die Umlaufbahn des Planeten von 0,9 Sonnenmasse und 5,0 AE auf. Aus der Tabelle geht hervor, dass die Masse des Planeten zwischen 20 und 100 Jupiter liegt, was eigentlich ziemlich ansehnlich ist, aber ich beginne ohne die reduzierte Masse.

Die numerischen Werte, die ich verwende:

G M = 1.327E+20   m 3 k g 2
G M = 0,9 G M
ϵ = 0,65
1   EIN U = 1.496E+11   m
a = 5.0   EIN U   = 7.480E+11   m

Die Formeln, die ich verwende:

r Peri = a ( 1 ϵ )

v 2 = G M ( 2 / r 1 / a )

v Peri = G M ( 2 / r Peri 1 / a )

Ich bekomme:

r Peri = 2.618E+11   m

v Peri = 2.744E+4   m / s

welches ist 27.44   k m / s . Aber für ϵ = 0,65 die Tabelle unten zeigt 29.5 ± 0,4   k m / s . Nahe dran, aber nicht wirklich nah genug, es liegt fast 10 % daneben.

Wenn die Masse des Planeten (die ziemlich groß ist) berücksichtigt würde, müsste die Tabelle einen größeren Bereich von Geschwindigkeiten auflisten, nicht wahr?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Einsetzen der anderen Exzentrizitäten ergibt Werte, die 2-2,5 km/s kleiner sind als die in der Tabelle angegebenen Geschwindigkeiten.
@ HDE226868 richtig, danke! Ich sah keine Notwendigkeit, meiner Frage noch mehr Zahlen hinzuzufügen. Ich habe eine Vermutung, was auch immer die Meinungsverschiedenheit in der mittleren Zahl erklärt, wird für alle von ihnen gelten.
@siddigan danke für den Bearbeitungsvorschlag, aber es sieht so aus, als ob die Definition des orbital-mechanicsTags Raumfahrzeuge angibt. Dies ist eine so einfache Zwei-Körper-Frage, die meiner Meinung orbital-elementsnach ausreicht.

Antworten (1)

Das hast du gut gemacht. Ich habe die Berechnungen noch einmal überprüft und konnte nichts an Ihrer Arbeit bemängeln. Also habe ich den Hauptautor des Artikels darüber kontaktiert und hier ist die Antwort:

"Nachdem ich die Zahlen in unserem Papier überprüft hatte, fand ich einen Fehler: Wir haben in unseren Simulationen tatsächlich eine Masse von 1,0 MSun für J1407 verwendet, anstatt der angegebenen 0,9 MSun. Dies erklärt den Unterschied in den perizentrischen Geschwindigkeiten (sowie die unterschiedlichen große Halbachsen, die im Fall von 0,9 MSonne kleiner wären). Wir werden versuchen, dies in der veröffentlichten Version zu korrigieren, und eine Korrektur an arXiv senden."

Vielen Dank für Ihre Hilfe bei der Verfolgung! Ich finde die Ergebnisse dieser Arbeit wirklich spannend. Ich habe zum ersten Mal darüber in diesem NPR-Nachrichtenartikel Spin To Survive: How 'Saturn On Steroids' Keeps From Self-Destructing gelesen, und das Video der Simulation dort hat insbesondere mein Interesse geweckt. Es wird auch hier gezeigt: vimeo.com/184968413 und der zugrunde liegende Kontext wird hier wunderschön gezeigt: vimeo.com/117757625 Es ist eine großartige Demo der retrograden Umlaufbahnstabilität.
@uhoh Du hast wirklich einen Beitrag geleistet. Hut ab.
Deshalb sagt mein Profil "Stackexchange rockt!"