Was ist die Definition eines "Pols" eines Himmelskörpers?

Was ist die Definition eines "Pols" eines Himmelskörpers?

Der Pol der Erde wird als Rotationspol definiert. Nord- und Südpol sind die beiden Punkte auf der Erde, an denen ihre Rotationsachse ihre Oberfläche schneidet.

Anscheinend (laut allem, was ich gelesen habe) werden die Pole astronomischer Körper anhand ihrer Rotationsachse in Bezug auf die Himmelspole der Himmelskugel bestimmt. Aber das ist eine unzureichende Definition.

Was ist mit Pluto? Plutos Rotationsachse schneidet seine Oberfläche nicht. Pluto ist gezeitenabhängig mit Charon verbunden, und Pluto umkreist ein Baryzentrum, das sich außerhalb von Pluto befindet. Und doch hat Pluto einen Nord- und einen Südpol. Warum sind der Nord- und der Südpol von Pluto dort, wo sie sind, im Gegensatz zu jedem anderen Ort auf der Oberfläche von Pluto?

Wie sind diese Pole für Pluto definiert?

Was ist die Definition eines "Pols" eines Himmelskörpers?

Antworten (2)

Sie vermischen die Rotation des Körpers um ein Baryzentrum mit seinen Monden und die Rotation des Körpers um sein eigenes Zentrum.

Für eine gebundene Rotation wie Pluto und Charon müssen beide die gleiche Rotationsperiode haben - aber beide müssen vorhanden sein. Somit schneidet Plutos Rotationsachse natürlich seine Oberfläche – er rotiert mit genau der gleichen Geschwindigkeit um seine eigene Achse, wie er mit seinem Mond Charon um das gemeinsame Baryzentrum kreist. Wäre es anders, wäre es keine gebundene Drehung.

Der Nordpol wird normalerweise als der Ort definiert, an dem die Rotationsachse des Körpers (um seinen eigenen Massenmittelpunkt) mit der Rechtsregel die Oberfläche schneidet (also der Vektor des Drehimpulses in positiver Richtung die Oberfläche schneidet, wenn er in platziert wird). Drehpunkt).

Es gibt praktisch keinen nicht rotierenden Körper.

Für Planeten und ihre Satelliten definiert die IAU den Nordpol als denjenigen, der dieselbe himmlische Hemisphäre wie der Nordpol der Erde teilt. Während Sie also die Rechte-Hand-Regel verwenden können, um den Nordpol für die meisten Planeten zu lokalisieren, erhalten Sie die falsche offizielle Antwort für Venus und Uranus. Zwergplaneten, Kleinplaneten, Kometen und ihre Trabanten, es ist die Regel der rechten Hand, wie Sie sagen.

Ich werde der Antwort von @planetmaker nur eine Ergänzung hinzufügen.

Solange ein Körper getrennt und mit nichts anderem verbunden ist, hat er einen Massenschwerpunkt.

Wenn der Körper ungefähr kugelförmig ist, liegt sein Massenschwerpunkt in der Nähe seiner Mitte.

Die Rotationsachse des Körpers geht definitionsgemäß durch seinen Massenmittelpunkt und ist parallel zu seinem eigenen Drehimpulsvektor .

Wenn sich zwei Körper umkreisen, können wir in guter Näherung (aber nicht exakt, siehe Welche Massenverteilungen garantieren, dass zwei Körper nicht-keplersche Umlaufbahnen haben? um den Massenmittelpunkt des anderen kreist, und das Zentrum beider Massen das Baryzentrum des Paares ist .

Ihre gegenseitige Rotation und ihr Bahndrehimpuls werden durch eine andere Achse definiert, die durch dieses Baryzentrum verläuft, das sich in einem von ihnen befinden kann (wie das Erde-Mond- oder Sonne-Jupiter-System) oder im Raum zwischen ihnen wie das Pluto-Charon-System. Es spielt keine Rolle.

Zum einen die Drehung eines einzelnen Körpers um seinen eigenen Schwerpunkt, zum anderen die Drehung zweier Schwerpunkte um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Äpfel und Orangen.

Wenn jedoch ein Körper verrückt geformt ist, wie vielleicht ein großer Buchstabe "C", könnte dieser Massenmittelpunkt außerhalb des Körpers liegen. Dies stellt ein Rätsel für die Platzierung des "Pols" des Körpers dar, da die Rotationsachse die Oberfläche des Körpers nicht schneidet. In diesem Fall wird der Körper einfach keinen wahren Pol haben. Aber Pole sind Konstrukte und nicht fundamental. Es hat immer noch einen Massenmittelpunkt und eine Rotationsachse und einen Drehimpulsvektor, und darauf kommt es wirklich an.

Ich weiß weder genau, wo der Schwerpunkt des Kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko ist, noch wo seine Pole sind, also denke ich, dass das eine ausgezeichnete Folgefrage wäre!

Comet_67P_on_19_September_2014_NavCam_mosaic.jpg

Quelle

Sie sollten den Winkelgeschwindigkeitsvektor anstelle des Drehimpulsvektors geschrieben haben. Der Winkelgeschwindigkeitsvektor ist (etwas) beobachtbar, während der Drehimpulsvektor überhaupt nicht beobachtbar ist. Der Drehimpuls wird aus Beobachtungen abgeleitet, die sich auf die Winkelgeschwindigkeit beziehen, kombiniert mit Schätzungen des Trägheitstensors des Objekts.
@NilayGhosh für Fragen zu bekannten Körpern (wie dem, den ich als Ende vorschlage), sollten diese als neue Fragen gestellt werden; Ich rede hier nur von Definitionen. Für andere als C-förmige Körper, wie wäre es mit O-förmigen! :-) Das [Tennisschläger-Theorem]() sagt uns, dass Körper dazu neigen, sich entweder um ihre Achsen mit dem größten oder dem kleinsten Trägheitsmoment zu drehen, wenn sich also O und C um eine Achse senkrecht zur Seite drehen, gibt es keine Pole und die Extreme sind am Äquator. Aber wenn sie sich um eine vertikale Achse drehen, haben sie beide Pole, und wenn sie horizontal sind, hat das O zwei gegenüberliegende Pole, aber C ...
@DavidHammen sei nicht so ungeduldig, wenn wir beobachten, wie sich die Bewegung gut charakterisierter Körper über hundert Millionen Jahre entwickelt, werden wir auch etwas über ihren Drehimpuls erfahren :-)
Dies sollte nicht die akzeptierte Antwort sein.
Was ist die Definition eines "Pols" eines Himmelskörpers?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v