为什么水星那么小,离太阳那么近却没被太阳吞噬?

大名42


对于任何一个初次接触天文学的人来说水星都是最“名不副实”的天体


因为一般人的直觉就是水星肯定有水,但实际上它是距离太阳最近的行星,向阳的一面温度最高可达427℃,背阴面则降至-173℃,可谓是太阳系内环境最恶劣的星球之一。

相比地球和太阳之间一个天文单位的距离,水星距离太阳仅仅只有0.38个天文单位(5700万公里),这意味着在水星上看到的太阳要比在地球上看到的太阳大8.31倍,视觉效果是极其震撼的。


然而看到这里有些人肯定就有疑问了,因为太阳占了太阳系总质量的99.86%,水星不但距离太阳仅0.38个天文单位,而且还是太阳系最小的行星,那么为什么它没有被太阳的引力拉扯进而坠落到太阳内呢?

这个问题的答案在古典物理时代就被找到了

在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中,天体的引力强度是和距离的平方呈反比,而小质量天体想要不被大质量天体“吸入囊中”的话就只能保持高速公转状态,唯有如此产生足够强的“离心力”来对抗太阳引力。


水星作为距离太阳最近的行星其公转速度达到了47.4km/s,正是如此高的速度才产生了足够的“离心力”从而得以不坠入太阳中。

2018年8月12日发射的“帕克”太阳探测器的第一个近日点只有2400万公里,此后它将在7年内7次环绕太阳并将近地点距离缩短到616万公里,届时的它为了抵抗太阳引力也会将速度提升到192km/s从而获得足够的“离心力”保证自己不坠入太阳。


从物理学角度来看任何物体只要速度够快就可以“无视”除黑洞以外所有天体的引力,而这种“无视”只和物体运动速度有关,和质量以及体积没有任何关系。

所以说水星之所以体积质量双小但却没坠入太阳的原因就是,它的公转速度足够快


宇宙观察记录


水星的体积是6.083×10¹⁰㎞³, 月球的体积是2.199×10¹⁰ ㎞³,大概是3个月球那么大。

首先,水星离太阳近吗?八大行星离水星是离太阳最近的,每87.968个地球日绕行太阳一周。也因为近,水星表面平均温度约452K,变化范围从90-700K,是温差最大的行星。白天太阳光直射处温度高达427℃,夜晚太阳照不到时,温度降低到-173℃

但是这近也是相对而言的,水星距离太阳5790万千米,作为参考,火星最近的时候距离地球约为5500万公里,好奇号火星车于2011年11月发射,2012年8月成功登陆火星表面,共花费近10个月时间才能到达火星。

所以你还会觉得水星离太阳近吗?

我们要知道,美国发射的帕克探测器的目标是抵达距离太阳表面大约610万公里的位置,虽然太阳有很大的吸力,但是探测器的速度避免了被吸引进。

水星也是同理,水星的平均轨道速度:47.89千米/每秒,从而避免了被太阳吸进去。


胖福的小木屋


在我们的潜意识里,总觉得水星离太阳非常近,尤其是有些合成的图像看起来水星基本上就和太阳挨在一起!这是一种错误的误导。下面我们就看下水星和太阳的实际距离,水星现在为什么没被太阳吞噬,那么在未来呢?结局会是怎样?

水星轨道4600万公里,是太阳直径的30倍

水星每88天绕一个完整的轨道运行一周,白天的温度达到了令人窒息的400°C,或大约800°F。

由于水星的体积很小,平均半径只有2440 km,甚至比一些天然卫星(土卫六)还要小,这样的质量也没有足够的引力来保住自己的大气层,再加上炙热的高温、离太阳的距离,水星的整个大气层已经完全被太阳风剥离了。

与我们地区相比虽然水星的温度很热,环境恶劣,但是我们要记住水星离太阳仍然有4600万公里的距离。与太阳本身的直径相比,水星轨道的大小是太阳直径的30多倍。因此水星真的离太阳很远。

水星为什么没被太阳吞噬

相信你看了水星的实际距离,也能认识到不存在我们所担心的为何水星这么小,离太阳近为何没有被太阳吞噬,根据牛顿的万有引力定律,距离的变化、质量的变化只会影响到行星的轨道周期,而且行星轨道还十分稳定并不会直线撞向太阳。

因此就算水星的轨道半径缩了一半,无非就是公转速度加快而已,不会造成什么直接的后果。

但是我们都知道牛顿引力是广义相对论的近似值。在广义相对论下,不仅是水星,包括地球在内也不会永远在稳定不变的轨道上运行。

首先水星的轨道会发生进动,每个周期的轨道会出现误差,甚至在太阳系中每个行星的轨道都不是一个闭合的椭圆,都存在微小的误差,这是由于广义相对论下的轨道衰减,也就是引力辐射造成的。因此水星的轨道目前在缓慢的缩减,最终会螺旋撞向太阳。但这个过程还是非常非常缓慢。

在水星螺旋靠近太阳的同时,还会发生另外一件事!这对水星来说也是致命的。而且我们可以在宇宙中观察到这种惊人的现象。

离母恒星比较近的行星,会被高温蒸发掉

在宇宙中存在一些拥有行星的恒星系统,它们的行星离母恒星非常近,甚至是几倍的恒星直径。像这样离母恒星比较近的行星非常容易观察到,因为行星离母恒星越近,对母恒星造成的轨道摆动越严重,并且这些行星也非常频繁地从母星前面经过,会挡住一小部分光线。

水星现在的情况是,虽然它相对来说离太阳近,大气被太阳风剥离,但是,至少水星表面的岩石还是安全的。

如果一颗行星的轨道离母星不断地靠近,那么它的表面地岩石都可能不保,这听起来有点不可思议。

下面就是我们观察到地真实情况!当一颗行星在一颗恒星前面经过时我们应该看到什么?

我们应该看到,当行星穿过母星时,一小部分恒星的光应该被阻挡,而且会不断地增加,当行星穿过恒星中心时达到最大值,然后当行星再次远离恒星时恒星光以对称的方式变化。当这颗行星继续绕恒星运行时,这种模式会不断的重复。

但是科学家观测恒星KIC 12557548时,光线曲线是下图这样变化的:

这条曲线有些不对称。下降的速度和上升的速度比预期的都要慢得多。据我们所知,这只能意味着经过恒星的行星发生了一件事:这个星球有尾巴!

在我们的常识里,尾巴是彗星的,怎么可能是行星的,而且一颗连大气都没有的行星怎么可能有尾巴呢?

由于观察到的这颗行星公转周期只有15个小时,离母恒星非常近,表面的温度很容易接近2000°C(3600°F),在真空的太空中,这样的高温足以让一颗行星沸腾!换句话说,这颗行星的岩石正在以原子的形式被蒸发!

根据蒸发的速度,整个行星很可能在1亿年后消失。这似乎是一段很长的时间,但这个时间相对于我们太阳系来说只相当于2%!

因此许多研究得出的结论是,行星不是永恒的物体也会死亡,这可能是未来水星被完全蒸发的情况!

那么根据上文我们就能很容易得出水星在未来会发生什么?

  • 公转速度加快,但是会稳定的运行

  • 在引力辐射的作用下轨道会发生衰减
  • 螺旋靠近太阳
  • 在太阳的高温下,水星会被蒸发

就像我们观察到恒星KIC 12557548的这颗行星一样,一个原子一个原子慢慢的被母恒星蒸发掉。

这就是水星为什么现在不会被太阳吞噬,而在未来有可能被太阳蒸发掉。


量子科学论


我觉得,太阳系是漏斗漩涡状的,银河系是,整个宇宙也是,为什么呢,其实现在所有的物质都在高速旋转中高速下坠,才形成这漏斗的形状,就像我们的太阳系,其实地球,月亮,太阳它们都不是在同一水平线上的,都是一个漏斗的形状,和螺旋形的公转运动轨迹。太阳在漏斗的底部,离太阳最远的在漏斗的顶部,质量大的在底部,质量小的在顶部,我相信宇宙的底部是一个密度无限大的地方,它驱动整个宇宙的旋转,就向太阳驱动它的行星旋转一样,因为高速旋转的物体下落的速度会变慢,这使得宇宙中的所有星系坠落向它的速度变慢,但最终所有星系物质都会回到这个地方,形成奇点,在次爆炸散开,这样循环这样永恒。对宇宙来说,时间是不存在的,宇宙的演化过成是物质自然形成的过成,这个过程我们人类给它叫做时间,这只是人类的意识产生的东西罢了,宇宙尊行的只有自然规律,没有所谓的时间。因为家庭原因我是个小学都没毕业的人,但我喜欢天文学,喜欢爱因斯坦,史蒂芬霍金等物理学家,向他们致敬,不喜勿喷,谢谢


I宙I斯I


事实上,我们通过八大行星的公转速度,就可以看出一些端倪。

我们就从离太阳由近到远的行星来看看它们到底是怎样的运行。离太阳最近的是水星,水星的公转周期为87.70天,平均轨道速度为每秒47.89千米。第二为金星,它的公转周期为224.701天,平均轨道速度为每秒35.03千米。第三是我们的地球,公转周期为365天5时48分46秒,也就是一年,平均轨道速度为每秒30千米。



而后面的火星,木星,土星,天王星和海王星的公转周期分别为1.88年,11.86年,29.5年,84年和165年。平均轨道速度分别为每秒24.13千米。每秒13.06千米。每秒9.64千米。每秒6.81千米和最后的海王星每秒5.43千米。

由此我们可以看出,离太阳越近的行星公转速度越快。当一个物体围绕一个物体做圆周运动的时候,会产生一个向外的力,这种力产生的现象称为离心现象,速度越快,离心力(虚拟)越大。离太阳越近,表示太阳引力效果越强,想要对抗越来越强的引力,就必须使公转速度加快,以产生足够的离心力对抗引力,使二者平衡。所以水星虽然是离太阳最近的,但是它却是公转速度最快的。由此产生的离心力太阳引力也是没办法的喽~



说到这,大家不要以为行星是智慧生命,还懂得这些,会自己调节自己的速度。其实,这个是必然结果。

简单来说就是太阳引力对行星的吸引,造成行星会向太阳靠近,而行星由于距离远近的不同,所受引力的大小也不同,在靠近太阳时,重力加速度是不一样的。越离得近的加速度越大,所以速度也就越快。


这里面其实这么说其实很笼统,但知道为何离得越近速度越快就好啦!


壹点科谱


从轨道的角度来看,水星离太阳仅有5790万公里,5790万公里是什么概念呢,大概就是地球到火星这么远,火星到地球最近的距离大概是5500万公里。

所以水星离太阳实际上非常近,据一些科学家分析认为,如果我们站在水星看太阳,太阳的大小大概是地球上的八倍。

既然水星离太阳这么近,为什么没有被太阳吞噬呢,答案是因为水星的公转速度很快,事实上从某个角度上来说,太阳系内的所有天体都要被太阳吞噬。

因为太阳的引力是指向太阳中心的,这个指向太阳中心的力,会将一定范围内所有的物体都拉向太阳的中心。

但包括八大行星在内的天体,都在不停的围绕太阳进行旋转,而旋转会产生离心现象,这种离心现象可以和向心力持平,于是天体和太阳中心的距离就不会发生变化。

所以只要天体仍然在运动当中,就不会被太阳的引力拉向太阳中心,自然也就不会被吞噬。

所以水星是否会被太阳吞噬,不在于它的体积有多大,而在于它的速度有多大,如果说今天的水星突然停止转动,它立刻就会被太阳吞噬。

因为水星的速度为零时,自然就不存在所谓的离心现象了,这个时候太阳的向心力会将水星拉向太阳表面,然后彻底吞噬掉.....


种植恒星


洛希极限是由于第二天体的潮汐力超过第一天体的引力,这会导致第二天体天体解体的距离。我们现在拿土星和土卫一做比较,如果土卫一处于洛希极限范围内,那么土卫一就会粉碎,成为土星的陨石环,也就是说轨道上的物质会分散并形成环。



在1848年,天文学家首次计算出这一理论极限。水星的近日点远远超过了洛希极限和洛希半径,所以水星目前来说没有被破坏的危险,但是水星表面温度很高,可以达到近450摄氏度的温度,所以可以说水星已经被太阳烤焦了。



看到题目以为题主认为行星或者卫星被上层天体吞噬是因为小,其实不论大小,都不能超过洛希极限。大家可能会问月球怎么样?月球也没有到达洛希极限,相反,月球很让人省心,月球正在远离我们。


刚才我们说到水星是暂时没有被吞噬,未来水星是一定会被吞噬的,因为太阳在50亿年之后会成为红巨星,体积是现在的200倍甚至还要更多,到时候水星金星都会被吞噬,地球可能也会被吞噬。所以未来水星还是会被吞噬的


宇宙与科学


大家好,我是医小白

我们都知道,太阳系一共有九大行星,其中水星是距离太阳最近,也是质量最小的天体,为什么没有被太阳吞噬呢?

首先,我们先来介绍一下水星。

水星的直径在2440千米,是太阳系中最小的行星,水星的表面有凹凸的陨石坑和大型的悬崖峭壁,水星表面没有大气层

昼夜温差十分之大,白天高达430摄氏度,晚上则可低至零下170摄氏度,而且水星的平均密度大,在太阳系的九大行星中仅次于地球,而且在水星的两极发现了冰川的存在,这表明水星可以作为人类移民的考虑地

那么为什么水星现在还没有被吞噬呢?这是因为水星的公转速度快,水星的公转速度达到了47.4千米/秒,我们都知道,根据牛顿的万有引力来说,任何物体之间都具有吸引力,而太阳对水星来说更是有着庞大的引力,但由于水星围绕着太阳进行公转,太阳对水星的引力就转变为向心力,举个形象的例子来说,这个向心力就像一根绳子一般,拖住水星在太阳周围运动。这样自然水星就不会掉进太阳了。

此外,NASA曾经发射的太阳探测器---帕克探测器,也曾经到达过太阳的近表面,距离太阳只有690万公里,比水星近的多了,也没有被吞噬掉,所以水星自然就更不会被吞噬了。大家都有什么看法呢?


医小白


关于这个问题,我们来听听水星是怎么说的?水星:“我虽然很小,又距离太阳最近,但并不意味着我会被太阳吞掉。我有避免被太阳吞噬掉的绝招,那就是我是八大行星中跑得最快的。”

“我虽然被人们叫做水星。”水星继续说道,“但是我是太阳系中八大行星伙伴中距离太阳最近的一颗,距离太阳只有5800万公里,几乎只有地球到太阳距离的三分之一。白天的时候我都被太阳烘烤到了400多度,哪里还有什么水分能够保存住?”

图示:水星

水星表示:“生活着太阳的身边并不容易,在太阳的面前我(水星)就像西瓜面前的一粒芝麻那么大。太阳强大的引力时刻都想把我拉到它的怀抱中。为了避免被太阳的引力拉过去,我必须一刻不停的飞快旋转,这样才能不至于掉到太阳上去。我(水星)只用大约88天的时间就围绕太阳转一周,公转速度达到了每秒钟47.87公里。可以和地球比较一下,地球围绕太阳公转的速度只有30公里/秒。在太阳系八颗大行星中,我是跑的最快的。因此人们又给我取了一个名字叫做墨丘利,即信使之神。腿跑得快,最适合送信了。”

图示:水星和太阳

“我只有通过飞快的旋转来对抗太阳的引力,在不至于被太阳吞噬掉。这个规律适用于太阳系中的所有天体和地球上空的人造卫星。像地球,如果它围绕太阳旋转的速度是30公里/秒,如果转的慢了,也会掉到太阳上去。地球上空的人造卫星也是这个道理。人造卫星围绕地球旋转不掉下来,速度至少要达到7.9公里/秒。”

图示:太阳变成红巨星最终会吞噬水星

水星最后说:“虽然现在我围绕太阳飞快的旋转就不会被太阳吞噬掉,但是未来还是难逃被吞掉的厄运。再过大约50亿年,太阳就会变成一颗红巨星。这时候的太阳像吹起来的气球,会膨胀的非常大。太阳的表面会膨胀到地球的附近。这样我(水星)和金星都会被膨胀的太阳吞入腹中,那时候转的再快也无济于事了。”

这就是水星的命运,暂时和太阳相安无事,但迟早会被太阳吞掉!


我就是兔斯基


相比起其他行星,水星确实较小,并且还是靠近太阳的行星,但这与水星会不会被太阳吞噬没有直接联系。不是天体小,与太阳的距离近,就会被太阳吞噬掉。

要知道,NASA在今年发射的帕克太阳探测器与太阳的最近距离将只有690万公里,这要比水星和太阳的距离(平均5800万公里)近多了。而且帕克太阳探测器的质量只有几百公斤,这也比水星轻多了。尽管如此,帕克太阳探测器也不会掉进太阳中。

太阳的质量很大,它那强大的引力会把太阳系内的所有天体都吸引过去。但与此同时,天体以相应的速度绕着太阳快速运动,这样就能避免掉进太阳中。水星以每秒47.4公里的平均速度绕着太阳运动,太阳的引力就不会把水拉过去。天体距离太阳越近,所需的轨道速度也会越快,这样才能避免掉进太阳里。

帕克太阳探测器那么靠近太阳而不会被吞噬,正是因为它也以相应的速度绕行太阳,它在近日点的速度将高达69万公里/小时,即192公里/秒。同样的道理,人造卫星不会掉到地球上,也是因为它们以合适的速度绕着地球旋转。

另外,根据牛顿的万有引力定律和圆周运动规律可知,如果把水星换成其他行星,只要它们的轨道速度还是47.4公里/秒,它们就能在原先水星轨道上绕着太阳运动,这与行星本身的质量大小无关(只要质量远小于太阳)。


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