Astronomlar Yupiterin kütləsini necə bilirlər?

Yupiter, NASA / Cassini vasitəsilə.


Yupiter, Günəş sistemimizdəki ən böyük planetdir və bütün digər Günəş sistemi planetlərinin, cırtdan planetlərin, peyklərin və asteroidlərin kütləsinin iki qatından çox ağırlığına malikdir. Bəs astronomlar Yupiterin kütləsini necə öyrənməyə başlayırlar? Bir planetdə müşahidə edilə bilən bir ay (və ya ay) varsa, astronomlar o planetin kütləsini təyin edə bilərlər. Yupiterin dörd böyük peyki var - Io, Europa, Ganymede və Callisto - 1610 -cu ildə Galileonun erkən bir teleskopla kəşf etdiyindən bəri böyük bir intensivliklə izlənildi və öyrənildi. Yupiterin peyklərindən istifadə edərək kütlə.

Orbitdə olan bir planet planetin kütləsini necə aça bilər?


Yupiterin kütləsini Yupiterin ayı Callisto ilə hesablamaq.

Yupiterin kütləsini Yupiterin ayı Io ilə hesablamaq.

Cavablarımızı dəqiqləşdiririk.

Qaliley peykləri sırayla soldan sağa doğru gedir: Io, Avropa, Ganymede və Callisto

Qaliley peykləri sırayla soldan sağa doğru gedir: Io, Avropa, Ganymede və Callisto




Io, Yupiterin ətrafında təxminən 1,8 gündə, Avropa eyni şəkildə 3,6 gündə, Ganymede isə 7,2 gündə fırlanır. Callisto (göstərilməyib), ən xarici ayın orbital dövrü təxminən 16.7 gündür.

Io Yupiterin ətrafında təxminən 1,8 gündə fırlanır. Avropa 3.6 gündə orbitdə hərəkət edir. Ganymede 7.2 gündə orbit edir. Ən xarici ay olan Callisto (göstərilməyib), Yupiter ətrafında tək bir orbiti tamamlamaq üçün təxminən 16.7 gün çəkir. Animasiya vasitəsi iləWikimedia Commons.

Orbitdə olan bir planet planetin kütləsini necə aça bilər?Planet nə qədər böyükdürsə, peykləri də o qədər sürətli fırlanır. Yupiterin peykləri Yupiterin orbitində çox sürətlə hərəkət etdiyinə görə, astronomlar Yupiterin çox böyük bir dünya olduğunu dərhal bilirlər. Yupiterin peykləri - Io, Europa, Ganymede və Callisto - Ayımızın Yerdən daha uzaq olduğu üçün Yupiterdən daha uzaqda yerləşir. Halbuki bu peyklər Yupiterin orbitində Aydan daha az vaxtda fırlanır.

Yer Yupiter qədər böyük olsaydı, Ayımızın orbit dövrü indiki 27.322 gün əvəzinə təxminən 1,5 gün olardı!

Orbital dövr dedikdə, ayın qarşısında tam bir dairə keçməsi üçün lazım olan dövrü nəzərdə tuturuqbürc bürcləri. Bu zaman dövrü olaraq bilinirulduz ayı.


Yupiterin kütləsini Yupiterin ayı Callisto ilə hesablamaq.Bəli, Yupiterin Ay Kallisto ilə Yerin kütləsinə nisbətən Yupiterin kütləsini hesablaya bilərik. Bilməyimiz lazım olan tək şey Callistonun Yupiterdən orta məsafəsi və yayarı böyük ox, Ay Məsafələrində (LD) və Callistonun orbital dövrü, ayın orbital dövrünə (ulduz ay) nisbətən.

Bir Ay Məsafəsi (LD) = 384.400 kilometr (238.855 mil)

Ayın orbit dövrü = 27.322 gün.

Callistonun Yupiterdən ortalama məsafəsi 1.882.700 kilometr (1.169.856 mil) və orbit dövrü 16.689 gündür. Callisto'nun orta məsafəsini və orbital dövrünü Ay fiqurlarına çevirmək:


a = Callistonun orta məsafəsi = 4.898 Aysal

p = Callistonun orbital dövrü = 0.611 ay

Bu ədədləri aşağıdakı tənliyə bağlayırıq. Voila! Yupiterin Yer kürəsindəki kütləsi var.

Yupiterin kütləsi = a3/s2
Yupiterin kütləsi = a x a x a/p x p
Yupiterin kütləsi = 4.898 x 4.898 x 4.898/0.611 x 0.611
Yupiterin kütləsi = 314.756 Yer kütləsi

Yupiterin kütləsini Yupiterin ayı Io ilə hesablamaq.Yupiterin Ayı Io-dan istifadə edərək cavabımızı iki dəfə yoxlaya bilərik ki, burada a = Io'nun orta məsafəsi = 1.097 Aysal Məsafələr (LD) və p = Io'nun orbit dövrü = 0.0648 Aysal.

Yupiterin kütləsi = a3/s2
Yupiterin kütləsi = a x a x a/p x p
Yupiterin kütləsi = 1.097 x 1.097 x 1.097/0.0648 x 0.0648
Yupiterin kütləsi = 314.3909 Yer kütləsi

Yupiterin kütləsini ya Yupiterin ayı Callisto, ya da Yupiterin ayı Io ilə hesablamaq bizə eyni cavabı verir.

Yeri gəlmişkən, Yerin kütləsi = 5.97 x 1024kiloqram

Teleskopdan göründüyü kimi Yupiterin peykləri. Şəkil krediti: Jan Sandberg

Teleskopda göründüyü kimi Yupiterin peykləri. Şəkil krediti:Jan Sandberg

Cavablarımızı dəqiqləşdiririk.Texniki cəhətdən desək, Yupiterin kütləsini Yerin özünə deyil, Yer-Ay sisteminə nisbətdə təsəvvür etdik.

Lakin Yer, Yer-Ay sistemindəki kütlənin təxminən 98.78% -ni (0.9878) təşkil etdiyindən, cavabımız Yupiterin kütləsinin yerdəki kütləsinə yaxşı yaxınlaşmasını əks etdirir. Yupiterin geniş Jovian sistemində və onun bilinən 67 peykində demək olar ki, bütün kütlənin planetin özündə olduğunu ehtimal edirik.

Şəkil krediti: NASA

Şəkil krediti:NASA

Cavabımızı dəqiqləşdirmək istəsək, 1/0.9878 x 314.3909 vura bilərik ki, bu da bizə 318 Yer kütləsindən bir az çox verir.NASA -nın məlumat vərəqiYupiterin kütləsinin 317.83 Yer kütləsinə bərabər olduğunu söyləyir, buna görə də düzəliş etdiyimiz cavab doğrudur.

Aşağı xətt: Bu yazı, Günəş sisteminin ən böyük planeti olan Yupiterin orbitdə olan peyklərindən istifadə edərək kütləsini necə tapacağınızı göstərir. Eyni prinsip uzaq kosmosdakı digər planetlərin və ya birdən çox ulduz sistemindəki ulduzların kütlələrini tapmaq üçün istifadə edilə bilər.

Daha çox oxu:Ay Günəşin kütləsini necə ortaya qoyur