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卡西尼定律

卡西尼定律Cassini's laws)对月球的运动提供了一种简洁的叙述。本定律是由著名科学家乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼在1693年提出的。

这之后科学界对卡西尼定律的改进包括天平动机制的改进,并且已经扩大应用到其它的行星和卫星。

卡西尼的定律

轨道倾斜和旋转。
  1. 月球有着1:1 转动-轨道共振。这意味着月球的自转/轨道比率使得月球永远以同一面朝向地球
  2. 月球的自转轴对黄道面保持固定的倾斜角度。月球的自转轴形成的角锥与黄道面相交成圆形。
  3. 包含黄道面的法线和月球轨道平面的法线形成的平面会包含月球的自转轴。

在月球的状况,他的自转轴总是指向离开北黄极1.5度,轨道平面的法线和自转轴永远在黄道平面法线的两侧相对着。

因此,轨道平面的法线和月球自转轴的进动,两者以相同的周期绕着黄极运动,这个周期大约是18.6年,并且运动的方向是逆行的

卡西尼状态

一个遵守这些定律的系统被称为“卡西尼状态”(Cassini state),那就是:一种进化的转动状态,当轨道倾角固定不变时,自转轴、轨道的法线、和拉普拉斯平面英语Laplace plane的法线是共平面的。拉普拉斯平面是被定义为行星的轨道进动与赤道和黄道有着固定倾角的平面。

卡西尼状态1的定义是自转轴和轨道面垂直轴和拉普拉丝平面的垂直轴在同一侧。卡西尼状态2则是自转轴和轨道面垂直轴和拉普拉斯平面的垂直轴在相对侧。。地球的月球为卡西尼状态2。

参考资料与注释

  1. ^ 1.0 1.1 卡西尼定律的原始叙述请见V V Belet︠s︡kiĭ. Essays on the Motion of Celestial Bodies. Birkhäuser英语Birkhäuser. 2001: 181. ISBN 3-7643-5866-1.
  2. ^ 2.0 2.1 Peale, Stanton J. Generalized Cassini's Laws. The Astronomical Journal. 1969, 74: 483. Bibcode:1969AJ.....74..483P. ISSN 0004-6256. doi:10.1086/110825.
  3. ^ 3.0 3.1 Yseboodt, Marie; Margot, Jean-Luc. Evolution of Mercury's obliquity (PDF). Icarus. 2006, 181 (2): 327–337 [2019-03-14]. Bibcode:2006Icar..181..327Y. ISSN 0019-1035. doi:10.1016/j.icarus.2005.11.024. (原始内容存档 (PDF)于2018-10-01).
  4. ^ V V Belet︠s︡kiĭ. Essays on the Motion of Celestial Bodies. Birkhäuser. 2001: 179. ISBN 3-7643-5866-1.
  5. ^ 5.0 5.1 Y. Calisesi. Solar Variability and Planetary Climates. Springer. 2007: 34. ISBN 0-387-48339-X.
  6. ^ J. N. Winn and M. J. Holman (2005),"Obliquity Tides on Hot Jupiters", The Astrophysical Journal, Volume 628, Issue 2, pp. L159-L162.

延伸阅读

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