Как у Марса появился день 24 часа 39 минут?

19

Меркурий вращается три раза за каждые два оборота вокруг Солнца, по-видимому, из-за гравитационного резонанса с Солнцем.

Венера вращается примерно за 225 дней и вращается в противоположном направлении от любой из внутренних планет. Может быть, потому что его экстремальный характер делает его злобным.

Земля вращается один раз каждые 24 часа, состояние, вызванное приливным взаимодействием между Землей и ее Луной. Считается, что Земля вращалась примерно один раз каждые 5 часов до теоретического столкновения с коорбирующим объектом размером с Марс, называемым Тейя.

Марс не показывает признаков подобного столкновения. Его две луны кажутся астероидами, которые были захвачены из пояса астероидов. Итак, как же у Марса был день, столь близкий к продолжительности земного дня?

Говард Миллер
источник
5
Вы не можете исключить чистого совпадения здесь. На самом деле, это мое предположение относительно причины.
HDE 226868
2
Марс имеет признаки огромного воздействия , бассейн Бореалиса. Но не ясно, что это имеет отношение к периоду вращения. Я думаю, что утешительно, что какая-то планета имеет что-то общее с Землей. Гигантские планеты тоже не за горами.
LocalFluff
Интересный вопрос. Хороший ответ будет говорить о том, что мы знаем о том, как день Марса изменился с течением времени, и об известных или предполагаемых причинах любых таких изменений. Если он не сильно изменился, имеем ли мы какое-то понимание относительно того, почему он мог сформироваться за день примерно такой длины?
Кит
2
@ Кейт, требуется огромное количество энергии, чтобы изменить вращение планеты на любое измеримое значение, или требуется постоянная приливная сила, чтобы изменить его очень медленно с течением времени. У Венеры очень плотная атмосфера и довольно сильное приливное сопротивление из-за ее близости к солнцу. Земля имеет океаны и медленно замедляется Луной (упомянуто в ответе ниже). Марс без океанов, почти без атмосферы, без лун любого размера, и это довольно далеко от солнца, имеет минимальные приливные эффекты на вращение. Единственный способ значительно изменить вращение Марса - большой удар.
userLTK
1
@ Майкл: Спекуляция Свитфта, возможно, не была настолько странной. en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Mars#Early_speculation
Кит Томпсон

Ответы:

23

«Считается, что Земля вращалась примерно один раз каждые 5 часов до теоретического столкновения с коорбирующим объектом размером с Марс, называемым Тейя».

Почти. Тея не должна была находиться на одной орбите, только на пересекающейся орбите. Мы не знаем, каким было вращение Земли до столкновения, но теоретизируется, что вращение Земли имело 5-часовой период после столкновения с Тейей, во время образования Луны из обломков.

Тот факт, что Марс и Земля имеют такой же период, является совпадением, возможно, вы спрашиваете, почему Марс вращается так быстро? Ну, на самом деле Марс не странный человек, Меркурий и Венера. Большинство планет вращаются быстро. точно, какая ориентация спина в некоторой степени произвольно определяется капризами того, как планетезимали столкнулись, чтобы сформировать их. Тот факт, что Венера и Уран имеют необычную ориентацию вращения, это именно то, как все обернулось.

И Меркурий, и Венера вращались намного быстрее. Вращение Меркурия было приливно замедлено Солнцем, а орбита Меркурия была (и все еще движется) дальше от Солнца (как Луна и Земля: почему Луна отступает от Земли из-за приливов? Это характерно для других луны? ) В конце концов Меркурий прошел в том резонансе 2: 3. Что, кстати, имело определенное количество удачи (см .: Захват Меркурия в спин-орбитальный резонанс 3: 2 в результате его хаотической динамики ). Венера, мы не уверены в этом.

Приливная сила от Солнца намного меньше для Венеры, чем для Меркурия, но намного больше, чем для Земли. Однако Венера имеет плотную горячую массивную атмосферу, которая может быть вызвана как гравитационными бимодальными (два пика) приливами, так и тепловыми одномодальными (один пик) приливами. Выпуклость отстает от пика приливного нагнетания, который создает вращающий момент солнца, чтобы замедлить его. Это чертовски сложно (см .: Долгосрочная эволюция вращения Венеры - I. Теория )


PS На самом деле Фобос и, вероятно, Деймос, как полагают, были построены сравнительно недавно (миллионы лет) из обломков в результате столкновения Марса с большим астероидом. Невозможно захватить целый астероид на близкие орбиты.

Aabaakawad
источник
1
Это «чудовищная сложность», которая делает сайт вроде Astronomy Beta ценным.
Говард Миллер
1
Как солнце отгоняет Меркурий? Разве это не притягивает Меркурий ближе из-за гравитации? Или вы просто имеете в виду, что он заставляет Меркурий выйти на более эллиптическую орбиту?
TylerH
1
@TylerH - это тот же тип приливного вождения, который выталкивает Луну дальше от Земли. см. astronomy.stackexchange.com/questions/420/…
Aabaakawad
@Aabaakawad Я думаю, что ваш ответ отвечает на мои вопросы как можно лучше. Спасибо.
Говард Миллер
0

Как ни странно, действительно существует связь между вращением массы и масс для планет в нашей солнечной системе и для различных экзопланет и коричневых карликов, охватывающая более шести порядков по массе. Подробнее см. Scholz et al. (2018) «Универсальное соотношение спин-масс для коричневых карликов и планет» .

Глядя на их фигуру 6, Марс, похоже, вполне соответствует общей тенденции: Земля вращается немного медленнее, чем предполагалось (возможно, из-за приливного торможения с Луны). Однако стоит быть осторожным: на данный момент у нас нет очень большой выборки планет земной группы с измеренными вращениями, которые не подвергались значительному приливному торможению. Я ожидаю, что гигантские удары будут случайным образом перемешивать вещи и приводить к значительному разбросу вокруг любой существующей тенденции.

antispinwards
источник