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一颗公转的星星能跑多快?

作者:徐梓淇 王晓超 发布时间:2022-07-29 09:18:57 来源:解放军报 字体:   |    |  

旋转中的银河系。资料图片

  最近,德国科隆大学和捷克马萨里克大学的研究人员宣布发现了迄今为止跑得最快的恒星。这颗名为S4716的恒星围绕我们银河系中心的黑洞运行,速度达到约8000千米/秒。绕银河系中心的黑洞运行一周只需要4年。

  8000千米/秒的速度有多快呢?拿两个我们较为熟悉的天体运行数据作为参照:地球绕着太阳运行的速度约为30千米/秒,转一圈需要1年;太阳围绕银河系中心运行的速度约为240千米/秒,转一圈大约需要2.5亿年。

  科学家们发现,天体的公转速度通常与其围绕天体的距离有关。在太阳系中,八大行星的公转速度相差甚远。距太阳最近的水星,平均轨道速度能够达到48千米/秒左右,而最远的海王星则只有大约5.43千米/秒。

  人类关于天体公转的认识,是从认识地球开始的。

  中国古代的郭守敬通过测量正午太阳影长在冬至与夏至之间的变化,得出一回归年为365.2425日,从而编撰了当时最先进的《授时历》。他测算的结果与地球绕太阳公转一周的实际时间仅差25.92秒,和现在的世界通用公历相同。

  从最早的“地心说”到哥白尼的“日心说”,再到人们将视线投向更深的宇宙,越来越多的观测结果和科学研究表明,地球、太阳乃至银河系,都只是茫茫宇宙中极其微小的一部分。宇宙中所有的天体都在高速运转。

  研究天体的公转对于了解一个天体,特别是对研究天体的气候有重要意义。以地球为例,地球公转划分了四季和五带,影响着昼夜长短的变化。地球四季周期为生物的生存提供了必要条件。我国古代劳动人民在长期的农耕实践中,综合天文与物候、农业气象的经验创设了“二十四节气”。

  地球的公转轨道并非一成不变,会不断地调整。即使地球轨道仅仅发生“微调”,也会对地球上的生态环境产生巨大的影响。美国地质学家洛林·里斯基说:“轨道变化和地球气候变化在时间上存在明确的相互关系。”研究表明,地球轨道的周期变化是导致生物进化和灭绝的显著因素。

  研究天体的公转也是发射行星探测器的必然要求。

  2020年7月23日,我国成功发射火星探测器天问一号。翻开火星探测历史,我们会发现,各国发射火星探测器的时间都比较集中。原因很简单:要顺利完成探测火星的任务,必须要让探测器到达火星轨道时,火星也刚好运动到附近,这就对探测器的发射时机提出了要求,我们称之为发射窗口期。地球的公转周期约365天,围绕太阳运动的轨道半径约1.5亿千米;而火星的公转周期约为687天,围绕太阳运动的轨道半径约2.3亿千米。有了公转数据,再利用开普勒第三定律便能计算出发射窗口期。错过了一个窗口期,需要再等待2年多才能迎来下一个探测火星的机会。

  火星的一年长达687天。2021年5月15日着陆于火星乌托邦平原南部的天问一号,如今还未能完整地见证火星的一年四季。今年7月21日,天问一号度过了火星上的第一个冬至。

  天问一号即将迎来的不仅是火星的春天,也是中国人对于地外行星探索的春天。

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