Солнце, как известно, является центром Солнечной системы, вокруг которой вращаются восемь планет, карликовые планеты, астероиды, несколько метеоритов и парочка далеких комет. Это то, что мы знаем со школьной скамьи. Можно сказать, что это своего рода неопровержимая истина, поскольку ученые в свое время доказали, что Земля не является центром Вселенной, и что Земля, как и остальные планеты, вращается вокруг Солнца.
Кстати говоря, это чистая правда, но с некоторыми оговорками. На самом деле все в Солнечной системе вращается вокруг так называемого «центра масс Солнечной системы», включая само Солнце. Недавно ученые рассказали об этом в серии видеороликов. Какие секреты они раскрыли?
Вращение вокруг центра масс
Центр масс или барицентр, вокруг которого вращаются различные планеты и небесные тела в нашей Солнечной системе, является точкой, в которой объект идеально сбалансирован, причем вся его масса равномерно распределена по всем сторонам. Кстати говоря, иногда центр масс находится непосредственно в середине объекта.
Например, вы можете легко найти центр масс линейки. Попробуйте положить линейку на палец и выровнять ее так, чтобы она спокойно лежала на пальце и не падала. Таким образом вы найдете место на линейке, благодаря которому сможете удерживать ее всего на одном пальце. Это и есть центр масс или, как его еще называют, центр тяжести.
Чтобы доказать данный факт, планетолог Японского космического агентства JAXA Джеймс О'Донохью создал анимацию, которая показывает, как Солнце, Сатурн и Юпитер играют в «перетягивание каната» вокруг барицентра, в результате чего Солнце начинает двигаться по петлевым мини-орбитам.
В свободное время планетолог создает анимации, которые наглядно демонстрируют, как работают планеты, звезды и скорость света с точки зрения физики. По его словам, естественно думать, что мы вращаемся вокруг центра Солнца, но это очень редко случается, поскольку центр масс Солнечной системы редко совпадает с центром Солнца, а само Солнце вращается на миллионы километров вокруг барицентра, иногда проходя над ним, иногда отклоняясь от него.
Центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца
Вопрос следующий: почему центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца, хотя абсолютное большинство массы Солнечной системы принадлежит Солнцу? По логике, центр Солнца должен совпадать с барицентром Солнечной системы, потому что подавляющая часть массы Солнечной системы приходится именно на него — 99,8%.
На самом деле во всем виноват Юпитер и его гравитация. Как мы уже ранее говорили, Солнце составляет 99,8% массы Солнечной системы, но Юпитер содержит большую часть оставшихся 0,2%. Эта масса вызывает гравитационное притяжение, мягко оттягивающее Солнце от барицентра Солнечной системы, который как раз должен совпадать с центром Солнца.
Можно сказать, что Солнце немного вращается вокруг Юпитера. Другими словами, утверждение о том, что планеты вращаются вокруг звезд не является непреложной истиной, поскольку планеты и звезды вращаются вокруг их собственного барицентра.
Что такое центр масс?
В астрономии центр масс или барицентр — это центр масс двух или более тел, которые вращаются вокруг друг друга, то есть точка, вокруг которой вращаются эти объекты. Оно является важным понятием в таких областях, как астрономия и астрофизика.
Если одно орбитальное тело больше другого, а их тела расположены относительно близко друг к другу, то барицентр обычно будет находиться в пределах более крупного объекта.
Земля и Луна исполняют более простой танец, при этом барицентр остается внутри Земли. Кстати говоря, он не соответствуют реальному центру Земли из-за гравитации Луны, которая слегка притягивает Землю.
Когда два тела имеют одинаковую массу, то барицентр, как правило, будет находиться между ними, а оба тела вращаться вокруг него. Так обстоит дело с Плутоном и его спутником Хироном, а также со многими двойными астероидами и звездами. В пределах Солнечной системы подобное явление можно наблюдать среди многих планет и их спутников.
Кстати говоря, Плутон исполняет особый танец со своим спутником Хироном, но есть одно различие, которое состоит в том, что барицентр всегда находится за пределами Плутона.
Когда менее массивный объект находится на большом расстоянии, то барицентр может находиться за пределами более крупного объекта. Так обстоят дела с Юпитером и Солнцем. Несмотря на то, что Солнце в тысячу раз больше Юпитера, барицентр расположен за пределами Солнца из-за относительно большого расстояния между ними.
В конечном итоге каждая планетарная система вращается вокруг невидимой точки, которая находится в центре.
Важность центра масс для ученых
Барицентр иногда помогает астрономам находить скрытые планеты, вращающиеся вокруг других звезд, поскольку очень трудно сразу определить местоположение экзопланет. Как правило, они скрыты ярким светом звезд, вращающихся вокруг центра масс.
Кстати говоря, благодаря колебанию звезд ученые могут установить существование планеты. А изучая барицентры и используя множество других методов, астрономы уже смогли обнаружить множество планет, вращающихся вокруг других звезд.
В астрономии существуют так называемые «барицентрические координаты», то есть координаты точки относительно системы координат, начало которой находится в центре тяжести системы. Международная небесная система координат (ICRS) пользуется системой барицентрических координат, которая фокусируется на центре Солнечной системы, определяя местоположение ее объектов.
