Самолет лапласа - Laplace plane

В Самолет лапласа или же Лапласовская плоскость планетарного спутник, названный в честь первооткрывателя Пьер-Симон Лаплас (1749–1827), представляет собой среднюю или опорную плоскость, вокруг оси которой мгновенное орбитальный самолет этого спутника прецессы.

Имя Лапласа иногда применяется к неизменный самолет, которая является плоскостью, перпендикулярной вектору среднего углового момента системы, но их не следует путать.^[1] Они эквивалентны только в том случае, если все возмущающие и резонансы далеки от прецессирующего тела.

Определение

Ось этой плоскости Лапласа копланарна с (а) полярной осью вращения родительской планеты и между (б) орбитальной осью орбиты родительской планеты вокруг Солнца и находится между ними.^[2] Плоскость Лапласа возникает из-за того, что экваториальная сплющенность родительской планеты имеет тенденцию вызывать прецессию орбиты спутника вокруг полярной оси экваториальной плоскости родительской планеты, в то время как солнечные возмущения имеют тенденцию вызывать прецессию орбиты спутника вокруг полярной оси. ось плоскости орбиты родительской планеты вокруг Солнца. Эти два эффекта действуют совместно приводят в промежуточном положении на опорной оси прецессии орбиты спутника в.

Объяснение

Фактически, это плоскость, нормальная к полюсу орбитальной прецессии спутника. Это своего рода «средняя орбитальная плоскость» спутника, вокруг которой мгновенная орбитальная плоскость спутника прецессы, и к которому имеет постоянный дополнительный наклон.^[2]

В большинстве случаев плоскость Лапласа очень близка к экваториальной плоскости своей первичной планеты (если спутник находится очень близко к своей планете) или к плоскости орбиты первичной планеты вокруг Солнца (если спутник находится далеко от своей планеты). планета). Это связано с тем, что сила возмущения планеты на орбите спутника намного выше для орбит, близких к планете, но падает ниже силы возмущения Солнца для орбит, находящихся дальше.

Примеры спутников, у которых плоскость Лапласа близка к плоскости их планеты экваториальный самолет включает спутники Марса и внутренние спутники планет-гигантов. Примеры спутников, у которых плоскость Лапласа близка к плоскости их планеты орбитальный самолет включает Землю Луна и внешние спутники планет-гигантов. Некоторые спутники, такие как Сатурн Япет, расположены в переходной зоне и имеют плоскости Лапласа, которые находятся на полпути между экваториальной плоскостью их планеты и плоскостью ее солнечной орбиты.

Таким образом, меняющиеся положения плоскости Лапласа на разных расстояниях от первичной планеты можно изобразить как соединение искривленной или неплоской поверхности, которую можно изобразить как серию концентрических колец, ориентация которых в пространстве изменчива: самые внутренние кольца - это около экваториального плоскость вращения сжатие планеты и крайние кольца вблизи ее солнечной орбитальной плоскости. Кроме того, в некоторых случаях более крупные спутники планеты (например, спутники Нептуна) Тритон ) может повлиять на плоскости Лапласа более мелких спутников, вращающихся вокруг той же планеты.

Работа Лапласа

Плоскость Лапласа или Лапласа, как здесь обсуждается, относится к орбите спутника планеты. Его следует отличать от другой, совершенно другой плоскости, также открытой Лапласом и которую иногда называют «лапласианом» или «плоскостью Лапласа», но чаще неизменный самолет (или «неизменная плоскость Лапласа»). Неизменяемая плоскость просто выводится из суммы угловых моментов и является «неизменной» для всей системы, в то время как плоскость Лапласа может быть различной для разных орбитальных объектов внутри системы. Как ни странно, плоскость Лапласа спутника (как здесь определено) также иногда называют его «неизменной плоскостью».

Плоскость Лапласа является результатом возмущающих эффектов, которые были обнаружены Лапласом, когда он исследовал орбиты главных спутников Юпитера ( Галилеевы спутники Юпитера). Лаплас обнаружил, что эффекты возмущающей силы Солнца и сплющенности планеты (ее экваториальной выпуклости) вместе привели к "наклонению", "собственному наклону" в плоскости орбит спутника относительно плоскости экватора Юпитера.^[3]

Рекомендации