Gibt es bekannte Planeten, deren Achse so ausgerichtet ist, dass ein Pol immer seinem Stern zugewandt ist?

Die Erde dreht sich um die Sonne und um ihre Achse (A Nord-, Südachse) und gibt uns Tage, Nächte und Jahreszeiten.

Gibt es bekannte Planeten, die sich mit einer Achse drehen, die in Richtung ihrer Sonne zeigt, so dass eine Hälfte des Planeten immer zu ihr zeigt (die andere Hälfte ist immer von ihr weg gerichtet)? Wie Uranus, aber nicht alle 6 Monate wechseln, welche Seite der Sonne zugewandt ist.

(Wäre das überhaupt theoretisch möglich?)

Wäre das überhaupt theoretisch möglich?

Nein. Das Gesetz der Erhaltung des Drehimpulses verhindert dies für einen Planeten mit vernünftiger innerer Struktur in einem Gravitationsfeld wie dem um die Sonne.

Der Drehimpuls des Planeten zeigt in eine bestimmte Richtung. Das Ändern dieser Richtung erfordert ein Drehmoment senkrecht zur Rotationsachse.

Wenn ein Drehmoment vorhanden war, das die Rotationsachse des Planeten zwingen konnte, immer zur Sonne zu zeigen, musste die entsprechende Kraft eine Komponente senkrecht zur Linie von der Sonne zum Planeten haben. Die Kraft musste sich auch periodisch mit der Umlaufbahn des Planeten ändern. Offensichtlich existiert eine solche Kraft im Planeten-Sonnen-System nicht.

Uranus hat eine axiale Neigung von ungefähr 98 Grad , also denke ich, dass dies ungefähr so ​​nah ist, wie Sie es für Planeten mit bekannten Neigungen bekommen werden. Sie werden jedoch keinen finden, dessen Stange immer der Sonne zugewandt ist, nur aufgrund der Geometrie der Situation. Mit Uranus wird für ungefähr 1/4 seines 84 (Erdjahres) Jahres ein Pol mehr oder weniger der Sonne zugewandt sein, und für das nächste 1/4 werden beide Pole senkrecht zu seiner Umlaufbahn (weg von) stehen die Sonne), dann hat das nächste Viertel den gegenüberliegenden Pol, der der Sonne zugewandt ist, und für das letzte Viertel haben beide Pole wieder weg. Dies ist ein bisschen zu stark vereinfacht, aber es fängt die allgemeine Idee ein.

Mit anderen Worten, die beiden Pole zeigen im Raum meist in die gleiche Richtung **, und für einen Teil ihrer Umlaufbahn zeigt der eine oder andere Pol mehr oder weniger auf die Sonne, aber für die dazwischen liegenden Zeiträume zeigt er weg. Wenn Sie einen Planeten wollen, dessen Seite immer auf die Sonne zeigt, muss er sich mit einem erdähnlichen Nord- / Südpol drehen, und sein "Tag" muss genau seinem "Jahr" entsprechen. Keiner der Planeten in unserem Sonnensystem tut dies, wie viele Monde es auch tun. Der Erdmond sowie alle Hauptmonde von Jupiter und Saturn tun dies. Dies wird als Gezeitenverriegelung bezeichnet . Beachten Sie, dass Merkur auf der Liste steht, die ich verlinkt habe, aber nicht perfekt geordnet ist, sondern in einer 2/3 Resonanz.

** Aufgrund der Präzession gibt es ein wenig Wackeln , aber dies geschieht über lange Zeiträume und ändert sich nicht wesentlich.

(Wäre das überhaupt theoretisch möglich?)

Ich bezweifle es sehr. Was Sie vorschlagen, würde unglaubliche Änderungen des Drehimpulses im Verlauf einer Umlaufzeit beinhalten. In dem von Ihnen vorgeschlagenen Szenario zeigt der Drehimpulsvektor für den Planeten (die Richtung seines Nordpols) zunächst in eine Richtung. Sechs Monate später zeigt es jetzt in die entgegengesetzte Richtung. Da der Drehimpuls eine Vektorgröße ist, würde dies eine enorme Menge an Drehmoment und Energie erfordern, um ihn zu erreichen. Und dann müssen Sie dasselbe für die zweite Hälfte der Umlaufbahn erneut tun und das Ganze in jeder Umlaufbahn wiederholen.

Theoretisch gibt es keinen Grund, warum ein Planet nicht in der Nähe der von Ihnen vorgeschlagenen Weise umkreisen könnte. Es ist wahrscheinlich extrem selten, aber theoretisch möglich. Dies ist etwas schwierig zu erklären, aber eine Rotationsachse kann in senkrechte Vektoren unterteilt werden. Es gibt keinen wirklichen Vorteil, dies auf diese Weise zu tun, aber es kann getan werden, genau wie Richtung und Geschwindigkeit in 3 Vektoren getrennt werden können, auch die Drehung, und die Kombination der senkrechten Vektoren gibt Ihnen die Drehung des Objekts und seiner Drehachse . Das wird hier etwas ausführlicher besprochen .

Wenn wir den Mond als Beispiel nehmen. Der Mond ist so ausgerichtet, dass seine schwerere Seite permanent zur Erde zeigt. (Die der Erde zugewandte Seite des Mondes hat eine dünnere Kruste, und da die Kruste leichter als der Mantel ist, hat die "Erdseite" des Mondes eine etwas größere Dichte als die andere Seite. Diese größere Dichte wird von der Erde stärker angezogen als die weniger dichte ferne Seite und im Laufe der Zeit war die dichte Seite des Mondes so ausgerichtet, dass sie permanent der Erde zugewandt war, ähnlich wie sich die dichte Seite eines schwimmenden Objekts beim Schwimmen im Wasser nach unten ausrichtet.

Alle Planeten, die keine perfekten Kugeln mit perfekt geschichteter Dichte sind, sind unausgeglichen, aber der Mond ist einseitiger als die meisten anderen. Mars mehr als der Rest der Planeten. Die ungleichmäßige Schwerkraft der Erde wurde sehr detailliert gemessen, aber in Bezug auf die Auswirkungen auf die Erdumlaufbahn und -rotation ist die ungleichmäßige Schwerkraft der Erde ziemlich unbedeutend.

Jetzt erfahren einige Objekte eine signifikante Gezeitenverformung , wie Io und Enceladus, die messbar durch ihre elliptischen Bahnen zusammengedrückt werden, wenn sie sich ihren Planeten nähern und von ihnen entfernen, aber das ist etwas anderes, und das würden Sie wahrscheinlich nicht auf einem Planeten als vulkanische Effekte wollen wäre zu groß. Aber ich spreche nicht von einer Gezeitenwölbung, sondern von einem dauerhaften Massenungleichgewicht, bei dem eine Seite des Mondes dichter als die andere ist.

Wenn wir also davon ausgehen, dass die dichte Seite des Mondes aufgrund der Gezeitenverriegelung immer auf die Erde zeigen muss, bleibt immer noch eine Möglichkeit, dass sich der Mond drehen kann, ohne die Verriegelung zu beeinträchtigen, und das entlang der 90-Grad-Längengradlinien , und das könnte theoretisch so sein zusätzlich zu seiner vorhandenen synchronen Rotation, die die schwere Seite des Mondes in Richtung Erde zeigt.

Dies wären keine zwei Rotationsachsen, sondern eine Rotationsachse, bei der der Ost-West-Vektor der Rotation immer noch gezeitengesperrt wäre, aber die Drehung um die 90-Grad-Längengradlinie die Gezeitenverriegelung nicht beeinträchtigen würde der Effekt, das vertraute Gesicht würde sich in einem Kreis drehen, aber immer der Erde zugewandt sein.

Wir könnten das theoretisch künstlich tun, wenn wir einen großen Zug auf den Mond setzen und ihn rund um die Uhr in die gleiche Richtung um die 90-Grad-Längengradlinie fahren würden. Wenn Sie das lange genug tun, beginnt sich der Mond zu drehen.

Aber damit ein solches Szenario tatsächlich existiert, würde man viel Glück brauchen, da die Kräfte, die dazu neigen, einen Planeten oder Mond zu tidalieren, auch andere Rotationen als die synchrone 1: 1-tidal gesperrte Rotation reduzieren.

Ein weiteres Problem ist die äquatoriale Ausbuchtung, die eine Folge der Rotation ist, tendenziell mehr Masse aufweist und sich zum Planeten hin ausrichten möchte. Damit dies funktioniert, benötigen Sie eine langsame Rotation und eine kleine äquatoriale Ausbuchtung, bei der die Masse hinzugefügt wird um die äquatoriale Ausbuchtung war klein genug, um die Richtung der schwereren Seite des Planeten nicht zu ändern.

Jetzt ist es nicht schwer, sich einen Planeten vorzustellen, der nicht gezeitengesperrt ist und genau die richtige Umlaufgeschwindigkeit und Position hat, um das zu tun, was Sie wollen. In einem solchen Szenario ohne Gezeitenverriegelung wäre dies jedoch nur vorübergehend. Planetenrotationen verlangsamen sich im Laufe der Zeit, so dass eine perfekte Anpassung ohne Gezeitenverriegelung zufällig und vorübergehend wäre. Wahrscheinlicher ist, dass Sie eine sehr langsame Rotation haben, keine permanente Seite zum Planeten, sondern eine sehr allmähliche Bewegung.

Es gibt keine Planeten (oder Monde), wie Sie sie beschreiben, von denen wir wissen. Es ist wahrscheinlich ein äußerst unwahrscheinliches Szenario, das wahrscheinlich nur angenähert wird (ein bisschen wie Uranus).