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逆行軌道

鎖定
在我們的太陽系裏,所有的大行星都沿着太陽的自轉方向繞太陽公轉,而且公轉的軌道面與太陽的赤道面基本存在於同一個平面上。科學家認為,這是由於太陽和它的所有行星都形成於同一片由氣體和塵埃組成的分子云中的緣故。在引力的作用下,分子云發生收縮,漸漸變成了一個旋轉着的扁平的盤。由於太陽和行星都由同一個行星盤中的物質所組成,而這些物質又原本都向着同一個方向旋轉,所以導致的結果就是,它們自然而然地存在於同一個平面上,且行星公轉的方向和太陽自轉的方向一致 [1] 
而逆行軌道打破了宇宙的規則。 [1] 
如果一個天體的公轉方向和其所繞轉天體的自轉方向相反,則稱為逆行,其公轉軌道即為逆行軌道。
中文名
逆行軌道
外文名
retrogradeorbit
性    質
天體運行軌道
類    型
9類

逆行軌道逆行軌道

在太陽系,所有行星以及幾乎所有其他天體圍繞太陽公轉方向都和太陽自轉方向相同,這被稱為順行(prograde),但也有不少彗星和少數小行星除外,它們的公轉方向和太陽自轉方向相反,這被稱為逆行(retrograde)。處於逆行軌道的不僅有彗星和小行星,還有一些衞星,這些衞星的公轉方向和它們所圍繞的行星自轉方向相反。這種處於逆行狀態的天體的軌道,即為逆行軌道(retrograde orbit)。

逆行軌道傾角判定

一個天體的軌道傾角可以表示該天體是處於順行軌道還是逆行軌道。天體軌道傾角是一個天體的軌道平面與某一個座標平面之間的傾角,比如與該天體所繞轉的天體的赤道面之間的傾角。
在太陽系,行星的軌道傾角是依照與黃道面之間的傾角來定義,黃道面是地球圍繞太陽公轉的軌道平面。而太陽系的衞星的軌道傾角是按照與其繞轉的行星的赤道面之間的傾角來定義。
一個軌道傾角為0度到90度之間的天體,公轉方向和其繞轉的天體自轉方向相同,即在順行軌道上;一個正好有着90傾角的天體則既非順行也非逆行,有着垂直軌道;而一個傾角在90度到180度之間的天體則處於逆行軌道上。

逆行軌道探索方法

為了探索逆行地球同步軌道在主要環境力作用下的軌道特性,給出了適合進行數值仿真的軌道動力學模型,並以先進的RKDP方法進行求解.對所得仿真數據利用求和取平均的方法去除攝動力產生的短週期效應,通過分析去短週期項後的數據揭示出了逆行地球同步軌道的演變特點. [2] 
太陽引力對DRO穩定性有破壞作用,但仍能保持較長時間的繞飛。隨後,利用與DRO相切的Lyapunov軌道研究了DRO的低能軌道轉移:利用地月系LL2點Lyapunov軌道的不變流形,實現DRO的快速轉移;利用LL2點Lyapunov軌道作為弱穩定邊界(WSB)轉移的入口,實現DRO的低能轉移。 [3-4] 

逆行軌道逆行成因

逆行軌道基礎理論

當恆星系或行星系形成時,其物質會形成扁盤形,多數的物質都在扁盤中按同一方向自轉和公轉,這種一致性是由於氣體雲的坍縮形成,而這種坍縮的特性可由角動量守恆定律所解釋。
太陽系既是如此,太陽系內多數行星的自轉方向都和太陽自轉方向相同,但也有金星和天王星這樣的例外,它們是反向自轉;多數太陽系天體的公轉方向也都和太陽自轉方向相同,只有一些彗星和少數小行星除外,不僅如此,太陽系行星的大多數衞星也是按照順行方向圍繞行星公轉(對於天王星的衞星來説,由於與天王星自轉方向相同,結果就是相對太陽來説是逆行的)。
順行的基礎理論即基於前述恆星系和型星系形成理論,而逆行軌道成因,則因不同的天體而有不同解釋:

逆行軌道衞星

太陽系內,有一些衞星是以逆行方式公轉,即公轉方向和歸屬行星的自轉方向相反。這樣的衞星通常都較小並且遠離其歸屬的行星,唯一的例外是海王星衞星特里同海衞一),它體積大並且距離海王星近。據認為包括特里同在內的這些逆行衞星,是被其歸屬的行星所捕獲的天體,它們的形成地在別處。一個被捕獲的衞星是順行還是逆行,取決於當初它被捕獲時是從行星的哪個方向經過。 [5] 

逆行軌道行星環

土星光環福柏環(Phoebe ring)內的小碎片被認為應當是逆行的,因為這個環內的物質來自逆行衞星福柏土衞九)。 [6] 

逆行軌道小行星

小行星通常是在順行軌道上,只知道少數位於逆行軌道的小行星。
一些擁有逆行軌道的小行星可能是外圍物質散盡的彗星,但另一些可能是由於和木星之間的引力相互作用而獲得了逆行軌道。 [6] 

逆行軌道彗星

來自太陽系遙遠外圍奧爾特雲的彗星比小行星更容易進入逆行軌道,著名的哈雷彗星就沿逆行軌道繞太陽旋轉。

逆行軌道矮行星

已知的全部矮行星都是順行軌道,只不過有些自轉方向相反,冥王星就是反向自轉,其自轉軸傾角大約為120度。 [6] 

逆行軌道大行星

太陽系內的大行星不存在逆行,但2010年發現的幾個太陽系外的熱類木行星(Hot Jupiters)擁有逆行軌道,這給前述行星系形成理論提出了質疑。對此,唯一的解釋是,這些恆星和它們的行星不是獨自形成的,而是形成於星團中,當一個恆星的原始星盤與另外一個相撞,或者從其它恆星的原始星盤中奪取了物質時,會造成星盤的逆行,並造就這樣的行星。 [6] 

逆行軌道恆星

在恆星系中,從銀暈裏比銀盤裏更容易發現擁有逆行軌道的恆星,銀河系的外圍銀暈就有許多擁有逆行軌道的球狀星團,它們並且擁有反向自轉或者零自轉的特性。銀暈包括兩個不同的組成部分,位於內側銀暈的恆星多數都擁有圍繞星系的順行軌道,而外側銀暈的恆星通常擁有逆行軌道。
在銀河系的銀盤中,距離地球13光年的卡普坦星(Kapteyn's Star)在逆行軌道上圍繞銀河系核心高速運轉,據認為它曾屬於一個矮星系,而這個矮星系被銀河系吞併時,它被剝離出來。
星系團中,星系之間近距離飛掠以及合併會把一些物質從星系內拉出來,並形成較小的衞星星系,它們會沿着順行軌道或者逆行軌道圍繞較大的星系運轉。
圍繞銀河系運轉的名為Complex H的衞星星系就是沿着逆行軌道,它正處於撞入銀河系的過程中。
星系核球
NGC 7331是一個有着逆行核球的星系,其核球的自轉方向和整個銀盤的旋轉方向相反,這可能是落入物質導致的結果。 [7] 
參考資料