潮汐鎖定的為什麼絕大部分是衛星,而很少有行星?

fezben

我們都知道,月球永遠只以一面朝向地球,這是因為月球已經被地球的引力潮汐鎖定了。對於潮汐鎖定這一現象,大部分都是衛星被行星的引力所鎖定,而行星很少被恆星的引力所鎖定,這為什麼呢?

最重要的原因是距離。潮汐鎖定的動力來自於潮汐力,其影響因素是兩個天體的質量之比和天體之間的距離。衛星與行星的質量之比和行星與恆星的質量之比相差不多,基本處於一個數量級,但兩者之間的距離卻差了好幾個數量級。地球與月球的距離為38萬千米,而地球與太陽的距離卻有1.5億千米,差了大約400倍。

不僅如此,距離對潮汐鎖定的影響是大於質量比的,隨著距離的增加,潮汐力是呈三次方衰減的,也就是說,距離增大到兩倍,潮汐力就只有原來的八分之一了。所以行星是比較難以被恆星潮汐鎖定的。

不過,潮汐鎖定的情況可不僅僅只限於衛星被行星鎖定以及行星被恆星鎖定,行星也有可能被衛星鎖定,恆星也會被另一顆恆星鎖定。冥王星和它的衛星卡戎就是一對怪胎,不僅卡戎被冥王星鎖定,冥王星同時也被卡戎鎖定。這是因為它們的質量相差不大,而潮汐力的作用使相互的,冥王星對卡戎存在潮汐力,卡戎也會對冥王星反作用一個潮汐力,最終導致它們都被對方鎖定。對於兩顆恆星,如果它們的質量相差不大,也會像冥王星和卡戎一樣互相鎖定,如果質量相差很大,小質量恆星就會像行星一樣被鎖定。


川陀太空

這個是有其特定的原因和條件的,衛星之所以容易被潮汐鎖定,最主要的原因就是距離。

衛星距離行星的距離通常都比較近,但是行星距離恆星的位置卻是有近有遠。比如月亮,距離地球只有38萬公里,但是月亮和地球的直徑卻很大,地球的直徑為12700多公里,所以月亮距離地球還不到地球直徑的30倍,那麼月亮這麼近距離的圍繞地球運行,當然會被地球潮汐鎖定了。


在看地球距離太陽有多遠?地球距離太陽大約1.5億公里,然而太陽的直徑是140萬公里,所以地球距離太陽是太陽直徑的一百多倍,而且地球又有月亮這顆衛星,所以地球就不容易被太陽潮汐鎖定了。

但是距離太陽最近的水星卻相當於是被太陽潮汐鎖定的,水星距離太陽5800萬公里,是太陽直徑的40多倍,這個距離比地球距離太陽近多了,所以水星就容易被太陽潮汐鎖定,水星每公轉2.1圈,自轉3圈,基本上是被太陽潮汐鎖定的,但是由於距離太陽直徑40多倍的距離,所以太陽鎖定它也不太容易,它仍然有不受控制之下的自轉。

看了有些人的回答說和恆星,行星,衛星的質量大小有關係,這個關係當然不能說沒有,但是相對距離來說就小多了,因為距離非常近的話,兩顆一樣大小的星體也會形成潮汐鎖定,比如冥王星和它的衛星卡戎,兩顆星體體積和質量相差不是太大,但是這兩個星球相距不到兩萬公里,兩者是相互潮汐鎖定的,每六天多圍繞著共同的質心互相繞行一圈。


科普大世界

為什麼潮汐鎖定的絕大部分是衛星,而行星很少有?

地月系,月球已經被地球潮汐鎖定

其實潮汐鎖定與是否衛星無關:主要還是天體與母星之間的距離與質量差。可能很多人看到太陽系內很多衛星為其行星潮汐鎖定,比如月球,火衛一、二,木衛一、二、三、四....但太陽系的行星好像都沒有被潮汐鎖定,因此給了大家一個錯覺,行星是無法被潮汐鎖定,只有衛星則會。其實不然,太陽系內的水星也可以說從另一種意義上的潮汐鎖定,只是由於其軌道離心率比較高,因此產生了軌道共振,水星的自轉-鎖定到與公轉太陽週期為3:2的共振。

潮汐鎖定的定義:一個天體在圍繞另一個天體公轉時會產生潮汐摩擦,這個摩擦會讓自轉減慢,到了最後會以同一面持續面對另一天體的狀態,稱之為潮汐鎖定。

潮汐鎖定不是一朝一日就能鎖定的,而是經過幾千萬年至上億年的過程才會慢慢鎖定,因此即使兩個天體即使符合潮汐鎖定的條件,也不一定現在就已經鎖定了

離太陽系39光年外的TRAPPIST-1 這顆紅矮星的周圍900W公里的軌道內,擠滿了它的7顆行星,據天文學家估測的結果,這幾顆行星都應該已經被潮汐鎖定(當然至少會使其行星自轉減慢)。據信,其中有三顆還處在這顆紅矮星的宜居帶內!

被潮汐鎖定的行星條件是非常惡劣的 朝著恆星和揹著恆星的兩面溫差非常大,如果有大氣則會產生非常強的對流導致行星上風暴肆虐,如果有智能生物體的話只能祈求老天保佑了。

最近發現的幾顆系外行星,都是由於其質量夠大而使其引力足夠大,因此恆星受到的引力擾動導致軌道變化而被我們天文學家發現。但是這樣的行星,如果要處於宜居帶內,這個恆星就要比太陽溫度低。因此亮度夠高的恆星周圍如果能被現在的觀測科技發現行星的話,這顆行星基本都是凶多吉少的。

最後有個有趣的事實,冥王星與冥衛一是互鎖的哦,就是互相面對面直至永遠!

地月系軌道月冥王星與卡戎的軌道示意圖

美麗的地球是我們永遠的家園,潮汐帶來的並不一定是壞事,對於地球來講,由於月球影響導致的軌道傾斜,以及海洋的潮漲潮落與地球上生生不息的生命演化,無不息息相關,大千世界有多少我們沒有了解的現象值得我們去研究,與各位共勉。


星辰大海路上的種花家

當行星或衛星的質量中心偏離幾何中心的時候,才可能發生潮汐鎖定,而且是偏離越嚴重,發生就越容易。當行星或衛星幾何形狀非常規整(球或橢球),而星體為氣體、液體的時候,發生這種現象的驅動力就會非常微小。因為任何星體都不可能是正好質、形心重合的,所以都會有潮汐鎖定的趨勢,只是需要時間的長短區別罷了,地球也是一樣的,如果以億年為單位,這種潮汐鎖定現象也一定是會發生的,這會體現在地球每一天的自轉都會變慢,每一天的時間都會變長,雖然十分微小,但以億年看,地球的一面永遠朝向太陽是註定會發生的。


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潮汐鎖定很有意思,兩個天體在適當的距離,適當的質量情況下,不但可以成為伴星互相圍繞著旋轉,而且可能至少其中一顆總是一面朝著主星。我們地球的衛星月球就是如此。月球在環地球軌道上運行,其自轉週期和環繞地球的軌道週期相同,總是一面朝著地球。在地球上,用望遠鏡永遠也看不到月球的另一面。潮汐鎖定一般發生在所謂衛星上,行星上很少有,是因為質量和距離的關係,似乎和天體的結構組成也有關係,一般都發生在固態星球上,引力產生的形變,影響了轉動力矩,因此才產生了潮汐鎖定。行星離恆星距離比較遠,產生引力不夠大,只滿足自轉呈週期性變化,不能產生潮汐鎖定。也許在太陽系外的恆星體系裡可以發生潮汐鎖定行星的情況吧。


黃驃馬主人

這不是事實吧,潮汐鎖定基本都是比較近的行星和衛星,比如熱木星基本都被恆星潮汐鎖定了,衛星離的近比較容易潮汐鎖定,行星相對離得都比較遠,鎖定的都不多,所以感覺行星不容易鎖定,其實離的近,比如水星軌道內的熱木星都會被鎖定。


老錢解盤

因為在宇宙的相互關係中、你再也找不到比大質量衛星相互作用更強的作用了!如果有、星體本身早已不在這裡了!大自然在形成的時候都是奔著平衡才停留在現有水平上!打個比方:你等於是要問、我們為什麼總是和爸媽的關係最近呢?回答是、因為你們的因果關係是最近的啊?(大笑)


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