Ретроградний рух

Ретрогра́дний рух — рух в напрямку, протилежному до напрямку прямого руху. Цей термін може стосуватися напрямку обертання одного тіла навколо іншого по орбіті, або обертання тіла навколо своєї осі, а також інших орбітальних параметрів, таких як прецесія і нутація. Для планетних систем ретроградний рух зазвичай означає рух, протилежний обертанню головного тіла, тобто об'єкта, який є центром системи.

Ретроградна орбіта: червоний супутник обертається за годинниковою стрілкою навколо синьо-чорної планети, яка, в свою чергу, обертається проти годинникової стрілки.

Формування системи небесних тіл

Коли формуються галактики і планетні системи речовина, яка їх утворює, набуває форми диска. Більша частина речовини обертається навколо спільного центру в одному напрямку. Це пояснюється тим, що в процесі колапсу газової хмари зберігається її кутовий момент[1]. У 2010 році були відкриті кілька гарячих юпітерів зі зворотним обертанням, що поставило під сумнів сучасні теорії формування планетних систем[2][ненейтрально].

Нахил орбіти

Нахил орбіти небесного тіла прямо вказує чи є орбіта об'єкта прямою чи ретроградною. Нахил — це кут між площиною орбіти та іншою системою відліку, такою, наприклад, як екваторіальна площина первинного об'єкта. У Сонячній системі нахил планети часто вимірюється від площини екліптики яка є перетином небесної сфери площиною орбіти Землі навколо Сонця[3]. Нахил супутників відраховується від екватора планети, навколо якої вони обертаються. Об'єкти з нахилом від -90° до 90° вважаються такими, що обертаються в прямому напрямку. Об'єкт з нахилом 90°, тобто точно перпендикулярно орбіті, не є ні прямим ні ретроградним. Об'єкт з нахилом від 90° до 180° вважається обертовим по ретроградній орбіті.

Нахил осі

Нахил осі небесних тіл вказує чи є обертання об'єкта прямим або ретроградним. Нахил осі — це кут між віссю обертання небесного тіла і лінією, перпендикулярною до його орбітальної площини, що проходить через центр об'єкта. Небесне тіло з кутом нахилу від -90° до 90° обертається в прямому напрямку. Небесне тіло з кутом нахилу рівно в 90° «лежить на боці» і обертається в напрямку, який не є ні прямим, ні ретроградним. Небесне тіло з кутом нахилу від 90° до 270° має зворотне обертання відносно напрямку орбітального обертання[3].

Земля і планети

Усі вісім планет в нашій Сонячній системі обертаються по орбітах навколо Сонця в тому ж напрямку, в якому обертається Сонце, тобто проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку Північного полюса Землі. Шість планет також обертаються навколо своєї осі в цьому ж напрямку. Винятки, тобто планети з ретроградним обертанням — це Венера і Уран. Нахил осі обертання Венери становить 177°. Це означає, що вона обертається майже точно в напрямку, протилежному її обертанню по орбіті. Нахил осі обертання Урану складає 97°, що також вказує на ретроградне обертання, однак при цьому Уран практично «лежить на боці».

Супутники і кільця планет
Вигадана планетна система, в якій помаранчевий супутник обертається по ретроградній орбіті

Якщо супутник утворюється в гравітаційному полі планети під час її формування, то по орбіті він буде обертатися в тому ж напрямку, в якому обертається планета. Якщо об'єкт формується в іншому місці, а потім захоплюється планетою, його орбіта буде прямою, або ретроградною в залежності від того, з якого боку стався перший підхід до планети, тобто у напрямку обертання в бік супутника або в сторону від нього. Супутники планети, що обертаються по ретроградних орбітах, називають нерегулярними. Супутники планети, що обертаються на прямих орбітах, називаються регулярними[4].

У Сонячній системі багато супутників астероїдних розмірів обертаються по ретроградних орбітах, тоді як всі великі супутники крім Тритона (найбільший з супутників Нептуна) мають прямі орбіти[5]. Вважається, що частинки в так званому сатурнівському кільці Феби обертаються по ретроградній орбіті, оскільки походять від нерегулярного супутника — Феби.

Усередині сфери Гілла область стійкості для ретроградних орбіт на великій відстані від первинного тіла більша, ніж область стійкості для прямих орбіт. Цей факт міг би пояснити переважання ретроградних супутників навколо Юпітера, однак Сатурн має більш однорідний розподіл ретроградних і прямих супутників, так що причини цього явища складніші[6].

Астероїди, комети і об'єкти поясу Койпера

Астероїди, зазвичай, мають прямі орбіти. Станом на 1 травня 2009 року астрономи визначили лише 20 астероїдів з ретроградними орбітами (такі як (20461) Діоретса. Пізніше були відкриті кентаври і об'єкти розсіяного диска 2010 BK118, 2010 GW147, 2011 MM4, 2013 BL76, 2013 LU28 (= 2014 LJ9), 2014 AT28)[7]. Ретроградні астероїди можуть бути колишніми кометами[8].

Комети з хмари Оорта мають набагато більшу ймовірність бути ретроградними, ніж астероїди[8]. Комета Галлея обертається по ретроградній орбіті навколо Сонця[9].

Перший об'єкт поясу Койпера, виявлений на ретроградній орбіті — 2008 KV42[10] (не плутати з Плутоном — ця карликова планета має не ретроградну орбіту, а зворотне обертання: нахил осі обертання Плутона становить приблизно 120°)[11].

Сонце

Рух Сонця навколо центра мас Сонячної системи ускладнюється збуреннями від планет. Кожні кілька сотень років цей рух стає то прямим то ретроградним[12].

Екзопланети

Астрономи виявили кілька екзопланет з ретроградними орбітами. WASP-17b є першою екзопланетою, яка обертається в напрямку, протилежному напрямку обертання зірки. HAT-P-7b також має ретроградну орбіту. Ретроградний рух може бути результатом гравітаційної взаємодії з іншими небесними тілами, або ж бути наслідком зіткнення з іншою планетою[13]. Також можливо, що орбіта планети стане ретроградною за рахунок взаємодії магнітного поля зірки і пилового диску на початку формування планетної системи[14].

Кілька гарячих юпітерів мають ретроградні орбіти, і це ставить нові питання перед теорією формування планетних систем[2]. Завдяки поєднанню нових спостережень зі старими даними було встановлено, що більше половини всіх гарячих юпітерів мають орбіти, які мають відхилення з віссю обертання їх батьківських зірок а шість екзопланет мають ретроградні орбіти.

Зірки

Зірки з ретроградними орбітами ймовірніше знайти в галактичному гало ніж в галактичному диску. Зовнішнє гало Чумацького Шляху має багато кульових скупчень на ретроградних орбітах[15] і з ретроградним або нульовим обертанням[16]. Гало складається з двох окремих компонентів. Зірки у внутрішній частині гало в основному мають прямі орбіти обертання навколо галактики, в той час як зірки в зовнішній частині гало часто обертаються по ретроградних орбітах[17].

Близька до Землі Зірка Каптейна має високошвидкісну ретроградну орбіту навколо центру Галактики внаслідок поглинання її материнської карликової галактики Чумацьким Шляхом[18].

Галактики

NGC 7331 є прикладом галактики, чий балдж обертається в напрямку, протилежному обертанню решти диска в результаті випадання матеріалу з навколишнього простору[19].

Хмара нейтрального водню, звана областю H, обертається в ретроградному напрямку відносно обертання Чумацького Шляху, що ймовірно є результатом зіткнення з Чумацьким Шляхом[20][21].

У центрі спіральної галактики існує одна надмасивна чорна діра[22]. Чорні діри зазвичай обертаються в тому ж напрямку, що й галактичний диск. Однак, існують і ретроградні надмасивні чорні діри, що обертаються в протилежному напрямку. Ретроградна чорна діра викидає релятивістські струмені (джети) набагато потужніші, ніж джети звичайних чорних дір, які можуть не мати джетів зовсім. Джети ретроградних чорних дір потужніші, оскільки проміжок між ними і внутрішнім краєм диска набагато більший, ніж такий же проміжок звичайної чорної діри. Більший проміжок забезпечує більш широкі можливості для нарощування магнітних полів які є «паливом» джетів. (Це припущення, відоме як «гіпотеза Рейнольдса», зроблене астрофізиком Крісом Рейнолдсом (Chris Reynolds) з ​​Університету Меріленда, Колледж-Парк)[23][24].

Примітки
  1. Grossman, Lisa (13 VIII 2009). Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. Архів оригіналу за 1 липня 2012.
  2. Turning planetary theory upside down
  3. newuniverse.co.uk. Архів оригіналу за 22 вересня 2009. Процитовано 27 лютого 2016.
  4. Encyclopedia of the solar system. Academic Press. 2007.
  5. Mason, John (22 VI 1989). Science: Neptune's new moon baffles the astronomers. NewScientist. Архів оригіналу за 1 липня 2012.
  6. Chaos-assisted capture of irregular moons Архівовано 16 квітня 2007 у Wayback Machine., Sergey A. Astakhov, Andrew D. Burbanks, Stephen Wiggins & David Farrelly, NATURE |VOL 423 | 15 мая 2003
  7. List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects
  8. Hecht, Jeff (1 травня 2009). Nearby asteroid found orbiting Sun backwards. NewScientist. Архів оригіналу за 1 липня 2012.
  9. Halley's Comet
  10. Hecht, Jeff (5 вересня 2008). Distant object found orbiting Sun backwards. NewScientist. Архів оригіналу за 9 серпня 2012.
  11. David Darling encyclopedia
  12. Javaraiah, J. (12 липня 2005). Sun's retrograde motion and violation of even-odd cycle rule in sunspot activity. Royal Astronomical Society, Monthly Notices (Royal Astronomical Society) 362 (2005): 1311–1318.
  13. Grossman, Lisa (13 серпня 2009). Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. Архів оригіналу за 1 липня 2012.
  14. Tilting stars may explain backwards planets, New Scientist, 01 IX 2010, Magazine issue 2776.
  15. Kravtsov, V. V. (1 червня 2001). Globular clusters and dwarf spheroidal galaxies of the outer galactic halo: On the putative scenario of their formation. Astronomical and Astrophysical Transactions 20:1 (2001): 89–92. doi:10.1080/10556790108208191.
  16. Kravtsov, Valery V. (28 VIII 2002). Second parameter globulars and dwarf spheroidals around the Local Group massive galaxies: What can they evidence?. Astronomy & Astrophysics (EDP Sciences) 396 (2002): 117–123. doi:10.1051/0004-6361:20021404.
  17. Carollo, Daniela; Timothy C. Beers, Young Sun Lee, Masashi Chiba, John E. Norris, Ronald Wilhelm, Thirupathi Sivarani, Brian Marsteller, Jeffrey A. Munn, Coryn A. L. Bailer-Jones, Paola Re Fiorentin, Donald G. York (13 XII 2007). Two stellar components in the halo of the Milky Way. Nature 450. doi:10.1038/nature06460. Архів оригіналу за 26 лютого 2012.
  18. Backward star ain't from round here — 04 November 2009 — New Scientist
  19. Prada, F.; C. Gutierrez, R. F. Peletier, C. D. McKeith (14 березня 1996). A Counter-rotating Bulge in the Sb Galaxy NGC 7331. arXiv.org.
  20. Cain, Fraser (22 травня 2003). Galaxy Orbiting Milky Way in the Wrong Direction. Universe Today. Архів оригіналу за 9 серпня 2012.
  21. Lockman, Felix J. (2 липня 2003). High-velocity cloud Complex H: a satellite of the Milky Way in a retrograde orbit?. The Astrophysical Journal (The American Astronomical Society) 591 (1 липня 2003): L33–L36.[недоступне посилання з грудня 2021]
  22. D. Merritt and M. Milosavljevic (2005).
  23. Some black holes make stronger jets of gas. UPI.com. 1 червня 2010. Архів оригіналу за 9 серпня 2012.
  24. Atkinson, Nancy (1 червня 2010). What's more powerful than a supermassive black hole? A supermassive black hole that spins backwards. The Christian Science Monitor. Архів оригіналу за 9 серпня 2012.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.