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為什麼星際天體奧陌陌沒被太陽引力抓住?


宇宙接觸奧陌陌(I/U)是天文學家發現的首個飛入太陽系內的星際天體,目前正朝著太陽系外飛去。之所以太陽的引力沒有辦法束縛住這個星際天體,是因...

- 2019年3月19日01時58分
- 科學文摘 / 宇宙接觸

宇宙接觸

奧陌陌(1I/2017 U1)是天文學家發現的首個飛入太陽系內的星際天體,目前正朝著太陽系外飛去。之所以太陽的引力沒有辦法束縛住這個星際天體,是因為它的速度實在太快了,遠超太陽系的逃逸速度,它可以飛出太陽系。

由於奧陌陌的個頭很小,外觀可能呈現為長條形,長度為100至1000米,寬度和高度都為35至167米,所以這個星際天體的亮度很低,直到經過近日點(0.255天文單位)並且離開地球軌道(近地點0.16天文單位)之後,它才被人們發現。由於奧陌陌的速度很快,它的軌道呈現為雙曲線,太陽的引力無法抓住它,只能讓它改變方向,它還是會擺脫太陽引力束縛,最終飛入星際空間中。


奧陌陌的飛行軌跡

根據萬有引力定律,行星想要在一個軌道上繞著恆星運動,那麼,行星的速度必須要符合相應的軌道速度,如果太快或者太慢,軌道將會發生變化,偏心率會變高。而如果行星的速度超過了所處位置的逃逸速度,那麼,行星將不受恆星引力的速度,它最終會離開軌道,飛入星際空間中。

行星越靠近恆星,所受的引力作用越強,對應的逃逸速度越高。例如,水星軌道上的逃逸速度為67.7公里/秒,而地球的為42.1公里/秒(由於從地球上出發的物體藉助了地球的公轉速度,逃逸速度只需16.7公里/秒),海王星的僅為7.7公里/秒。


在太陽引力的加速下,奧陌陌在經過近日時的速度達到了最高值——87.71公里/秒。此時,奧陌陌距離太陽約為0.255天文單位,這個距離對應的太陽系逃逸速度為83.4公里/秒,所以奧陌陌的速度足以擺脫太陽引力的束縛。奧陌陌距離太陽1天文單位時,它的速度為49.7公里/秒,仍然大於對應的逃逸速度。

奧陌陌從飛入太陽系那一刻起,它就註定要在太陽系中拐一個大彎,並最終飛離太陽系。這是因為它的速度太快,使其在一條開放的雙曲線軌道上運動,不可能回頭。據估計,在四百多年前,當奧陌陌與太陽相距2300天文單位時,它相對於太陽的速度達到了26.34公里/秒,遠超該處的太陽系逃逸速度(878米/秒)。


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