Was ist die derzeit akzeptierte Theorie darüber, warum die Venus eine langsame rückläufige Rotation hat?

Laut dieser NASA-Übersicht ist der Planet Venus einzigartig (unter den großen Planeten), die Venus hat eine langsame rückläufige axiale Rotation, die 243 Erdtage benötigt, um eine Umdrehung durchzuführen (die länger ist als ihre Umlaufbahn).

Was ist die derzeit akzeptierte Theorie darüber, warum (und wie) die Venus diese anomale langsame rückläufige axiale Rotation entwickelt hat?

Antworten (2)

Es scheint einige wenige zu geben, und keine wird von der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft akzeptiert. Die wichtigsten:

  • Die Venus wurde während ihrer frühen Entstehung von einem großen Körper getroffen
  • Die Drehachse drehte sich um, wie es bei einem Gyroskop passieren kann
  • Die Drehung verlangsamte sich bis zum Stillstand und kehrte sich dann um, verursacht durch die Schwerkraft der Sonne, die dichte Atmosphäre und die Reibung zwischen Kern und Mantel

Dieser letzte scheint der jüngste zu sein und wurde 2001 von Alexandre Correira und Jacques Laskar vorgeschlagen. Ihre Forschung scheint zu implizieren, dass die Bedingungen auf der Venus und ihre Entfernung zur Sonne eine rückläufige Drehung etwas wahrscheinlicher machen als eine vorwärts gerichtete Drehung.

In erster Näherung muss die dritte Erklärung falsch sein, weil (Stand 2012) bekannt ist, dass die Venus langsamer wird. Siehe Könnte Venus einen Gang wechseln? . Wenn es aus irgendeinem Grund der Schwerkraft bis zum Stillstand verlangsamt und dann umgekehrt wird, dann würde es jetzt in erster Linie beschleunigen. Natürlich könnte es eine Oszillation zweiter Ordnung geben, aber das ist komplizierter und, nehme ich an, nicht das, was die Autoren (damals im Jahr 2001) vorgeschlagen haben.

Es gibt auch die Theorie, die Merkur als Ex-Mond der Venus beinhaltet, weitgehend basierend auf Berechnungen von Van Flandern und Harrington (A Dynamic Investigation of the Conjecture that Mercury is an Escaped Satellite of Venus. Icarus 28: 435-40 (Abstract ), 1976) und lautet wie folgt (Van Flandern, Missing Planets, Dark Matter, and New Comets, 1999):

Als Merkur durch die Gezeiten nach außen driftete, erzeugte er notwendigerweise einen Rotationswiderstand auf der Venus, und er verursachte sogar noch größere Gezeiten in der venusianischen Atmosphäre, was dazu führte, dass sie in rückläufiger Richtung zirkulierte. Nach Milliarden von Jahren könnte dies dem ganzen Planeten eine rückläufige Bewegung verleihen.

Gezeiten, die auf der Venus von Merkur verursacht wurden, während sich letzterer noch schnell drehte, hätten eine große innere Erwärmung und Ausgasung und wahrscheinlich auch eine große Oberflächenerschütterung (Gebirgsbildung) verursacht, was die sehr dichte Atmosphäre verursacht hätte, die massive Freisetzung von Karbonat in der Felsen als CO2 in die Atmosphäre und die sehr hohen Berge. Merkur ist massiv genug, um in der ersten halben Milliarde Jahre nach der Entstehung einen Großteil der Drehung der Venus übernommen zu haben, und die Umlaufbahn der Venus ist nahe genug an der Sonne, dass eine vollständige Flucht erfolgt. Der Energieaustausch zwischen Venus und Merkur wäre angesichts der großen Masse von Merkur (4 1/2 mal so groß wie der Mond) enorm gewesen.

Das meiste Eisen (das schließlich das Magnetfeld erzeugt) in der Venus wäre durch eine übermäßig hohe Spinrate in die Kruste gedrückt worden, wobei Merkur das meiste Eisen während der Spaltung abbekommen hätte, was erklären würde, warum Merkur ein stärkeres Magnetfeld als hat Venus. Im Gegensatz dazu wurde das Eisen der Erde nicht an die Oberfläche gedrückt, vielleicht weil die Erde während dieser Phase ihrer Entstehung nicht so heiß und geschmolzen war wie die Venus.

Während seiner Mondphase hätte Merkur aufgrund der Gezeitenkräfte eine gestreckte Form (etwas zur Venus hin verlängert) angenommen.

Beide Planeten wären in den frühen Stadien nach der Flucht durch Gezeitenerwärmung geschmolzen worden. Wenn dies vor der Differenzierung der Venus geschah, könnte dies die hohe Dichte und das stärkere Magnetfeld von Merkur verursacht haben. Anschließend wären beide Planeten durch gegenseitige Gezeitenerwärmung geschmolzen.

Nach der Flucht erlangte Merkur eine größere Neigung und Exzentrizität, und die Venus hätte mehr von ihrem Spin verloren. Seine gestreckte Form wäre nach der Flucht reduziert, aber noch erhalten geblieben.

Am Fluchtpunkt hätte Merkur eine Umdrehungsperiode von etwa 40 Tagen gehabt und seine Rotationsperiode beibehalten, die ebenfalls 40 Tage betragen würde, seit er mit der Venus verbunden war. Aber die von der Sonne angehobenen Gezeiten würden ihre Rotation auf ihre gegenwärtigen 60 Tage verlangsamen, was ihr ein Spin-Umdrehungs-Verhältnis von 3-2 verleiht (3 Umdrehungen pro 2 Umdrehungen, mit anderen Worten, ihre Rotationsperiode beträgt 2/3 ihrer Rotationsperiode). , das sind 88 Tage), weil die nächste stabile Konfiguration für einen solchen Körper (Merkurmasse und -durchmesser und Grad der Verlängerung) dieses Verhältnis ist, also ist es ein vorhergesagtes Ergebnis davon, dass er ein Mond der Venus war.

Dieses Modell erklärt also alle Anomalien sowohl der Venus als auch des Merkur. Musser (2006) sagt, es würde zu lange dauern, bis die Venus einen Mond verliert, gibt dafür aber keinen Hinweis, und die Möglichkeit wurde von Kumar (1977) und Donnison (1978) bestätigt. Dies ist die Zusammenfassung von Donnison:

Kumars (1977) Vorschlag, dass die langsamen Rotationen von Merkur und Venus teilweise auf natürliche Satelliten zurückzuführen sind, die anschließend entkommen, wird diskutiert. Ein nützlicheres Kriterium für das Entweichen solcher Satelliten als das zuvor vorgeschlagene wird abgeleitet, und es wird gezeigt, dass diese Entfernung für Merkur und Venus ausreichend klein ist, um das Entweichen von Satelliten wahrscheinlich zu machen.

Und das ist die Zusammenfassung von Kumar:

Es wird vermutet, dass die langsamen Rotationen von Merkur und Venus mit dem Fehlen natürlicher Satelliten um sie herum zusammenhängen könnten. Wenn Merkur oder Venus zum Zeitpunkt der Entstehung einen Satelliten besessen hätten, hätte die Gezeitenentwicklung dazu geführt, dass sich der Satellit zurückgezogen hätte. In ausreichend großer Entfernung vom Planeten macht der Gravitationseinfluss der Sonne die Umlaufbahn des Satelliten instabil. Als Folge dieser Instabilität könnten die natürlichen Trabanten Merkur und Venus entkommen sein.

Sie sagen jedoch nicht ausdrücklich, dass Merkur einst ein Mond der Venus war.

Dies ist die Zusammenfassung von Van Flandern und Harrington (gizidda.altervista.org):

Die Möglichkeit, dass Merkur einst ein Satellit der Venus gewesen sein könnte, was durch eine Reihe von Anomalien nahegelegt wird, wird durch eine Reihe von numerischen Computerexperimenten untersucht. Gezeitenwechselwirkung zwischen Merkur und Venus würde zur Flucht von Merkur in eine Sonnenumlaufbahn führen. Es sind nur zwei Fluchtbahnen möglich, eine außerhalb und eine innerhalb der Venusbahn. Für die innere Umlaufbahn sind nachfolgende Begegnungen ausreichend weit entfernt, um ein Wiedereinfangen oder große Störungen zu vermeiden. Die Perihelentfernung von Merkur nimmt tendenziell ab, während die Orientierung des Perihels für die ersten paar tausend Umdrehungen libretiert. Wenn die dynamische Evolution oder nichtkonservative Kräfte im frühen Sonnensystem groß genug gewesen wären, könnten die heutigen großen Halbachsen entstanden sein. Das theoretische minimale Quadrupolmoment der geneigten rotierenden Sonne würde die Bahnebenen aus der Koplanarität drehen. Säkulare Störungen durch die anderen Planeten würden die Exzentrizität und Neigung der Umlaufbahn von Merkur durch eine Reihe möglicher Konfigurationen, einschließlich der gegenwärtigen Umlaufbahn, entwickeln. Somit bleibt die Vermutung, dass Merkur ein entflohener Satellit der Venus ist, tragfähig und wird attraktiver durch unser Versagen, sie dynamisch zu widerlegen.

Das ist eine kreative Antwort über den Tellerrand hinaus. Ich würde die Zitatfunktion verwenden, anstatt nur " ", um anzuzeigen, wenn Sie eine Quelle zitieren. So ist es einfacher zu lesen. Ich möchte auch darauf hinweisen, dass diese Zeile für mich keinen Sinn ergibt: „Das meiste Eisen (das schließlich das Magnetfeld erzeugt) in der Venus wäre durch eine übermäßig hohe Spinrate in die Kruste gedrückt worden, wobei Merkur das meiste davon abbekommen hätte Eisen während der Spaltung." Ich denke, es ist allgemein anerkannt, dass Tom Van Flandern mit seiner Theorie nicht richtig lag. Vielleicht war es damals mutig und innovativ, aber heute weniger.
Beachten Sie, dass Tom Van Flandern einige sehr abseits des Mainstreams aufgestellte Theorien hatte ...
@PM2Ring dieser Mann hasste Occam's Razor - aber ohne Männer wie ihn würden wir uns nicht annähernd so sehr hinterfragen :).
Die ganze Idee, dass "Eisen nach oben gezwungen wird", ist nicht physikalisch und entspricht der Annahme, dass die Umlaufgeschwindigkeit von der Dichte abhängt. Die Zentrifugalkraft in einem gravitativ gebundenen Objekt könnte die Gravitationssortierung nur schwächen, eine Zentrifugalsortierung würde eine Kruste mit unrealistischer Zugfestigkeit erfordern. Und in jedem Fall sagen uns ihre Größe und Dichte, dass die Venus einen Eisenkern ähnlich dem der Erde hat.
Man muss alles, was Tom Van Flandern nach Mitte der 1970er geschrieben hat, mit einem riesigen Salzkorn und alles, was er nach den 1980er Jahren geschrieben hat, mit einem riesigen Salzklotz nehmen.