궤도 경사

그림 1: 다른 기본 궤도 매개변수와 함께 i(암녹색)로 표시된 궤도 경사

궤도 경사도는 천체 주위의 물체의 궤도의 기울기를 측정한다.기준면과 궤도면 사이의 각도 또는 궤도를 선회하는 물체의 방향 축으로 표현된다.

적도 바로 위에서 지구를 선회하는 위성의 경우, 위성의 궤도의 평면은 지구의 적도면과 같고, 위성의 궤도 경사도는 0°이다.일반적인 원궤도의 경우는 기울어져서 북반구 위, 남반구 위쪽으로 궤도의 반을 소비하는 것이다.만약 궤도가 북위 20°와 남위 20° 사이에서 흔들린다면, 궤도의 기울기는 20°가 될 것이다.

오르빗

기울기는 천체 궤도의 모양과 방향을 설명하는 6개의 궤도 원소 중 하나이다.이것은 궤도면과 기준면 사이의 각도인데, 일반적으로 도 단위로 표시된다.행성을 공전하는 위성의 경우, 기준면은 보통 행성의 적도를 포함하는 평면이다.태양계에 있는 행성의 경우, 기준면은 보통 지구가 태양을 공전하는 평면인 황색이다.^[1]^[2]이 기준면은 지구 관측자에게 가장 실용적이다.그러므로 지구의 기울기는 정의상 0이다.

기울기는 대신 태양의 적도나 불변 평면(태양계의 각운동량을 나타내는 평면, 대략 목성의 궤도면)과 같은 다른 평면에 대해 측정할 수 있다.

자연 및 인공위성

자연 또는 인공위성의 궤도의 기울기는 그들이 공전하는 신체의 적도 평면에 비례하여 측정된다. 만약 그들이 충분히 근접하게 공전한다면 말이다.적도면은 중심체의 회전축에 수직인 평면이다.

30°의 기울기는 150°의 각도를 사용하여 설명할 수도 있다.그 관습은 정상 궤도가 프로그램이라는 것인데, 행성이 회전하는 방향과 같은 방향의 궤도가 된다.90°보다 큰 경사는 역행 궤도를 나타낸다.따라서 다음과 같다.

0°의 기울기는 궤도를 선회하는 신체가 행성의 적도면에 프로그램 궤도를 가지고 있음을 의미한다.
0°보다 크고 90°보다 작은 기울기도 프로그램 궤도를 설명한다.
63.4°의 경사는 지구 궤도를 도는 인공위성을 묘사할 때 종종 비판적 기울기라고 불리는데, 이는 그들이 0의 아포기 표류를 가지고 있기 때문이다.^[3]
정확히 90°의 기울기는 극궤도로 우주선이 행성의 극지방 위를 지나간다.
90° 이상 180° 미만 기울기는 역행 궤도다.
정확히 180°의 기울기는 역행 적도 궤도다.

행성-달의 거리가 큰, 별에서 그리 멀지 않은 지구 행성들의 충격 생성 위성의 경우, 별과의 조수 때문에 달의 궤도면들이 별 주위를 도는 행성의 궤도에 맞춰지는 경향이 있지만, 행성-달의 거리가 작으면 기울어질 수도 있다.가스 거대 기업들의 경우, 달의 궤도는 거대한 행성의 적도와 일직선으로 정렬되는 경향이 있는데, 이는 이 행성들이 원주 원반으로 형성되기 때문이다.^[4]엄밀히 말하면 이것은 일반 위성에만 적용된다.원궤도에 포획된 사체는 경사가 매우 다양한 반면, 비교적 가까운 궤도에 포획된 사체는 대형 일반 위성에 의한 조석 효과와 동요로 인해 경사가 낮은 경향이 있다.

Exoplanets 및 다중 항성 시스템

외행성 또는 복수 별의 구성원의 기울기는 지구에서 물체까지의 시선선에 수직인 평면에 상대적인 궤도의 평면의 각도다.^[5]

0°의 기울기는 면상 궤도를 의미하는데, 이는 외행선 궤도의 평면이 지구와 시선에 수직이라는 것을 의미한다.
90°의 기울기는 가장자리-온 궤도인데, 이는 외계행성의 궤도의 평면이 지구와 시선과 평행하다는 것을 의미한다.

이 가시선 기울기에 대한 엑소플라넷 연구에서는 "삽입"이라는 단어가 사용되기 때문에, 행성의 궤도와 항성의 회전 축 사이의 각도는 "스핀-오빗 각도" 또는 "스핀-오빗 정렬"이라는 용어를 사용하여 표현된다.^[5]대부분의 경우 별의 회전축 방향은 알 수 없다.

방사형-속도법은 엣지온에 가까운 궤도를 가진 행성을 더 쉽게 발견하기 때문에, 이 방법에 의해 발견된 대부분의 외행성은 경사를 알 수는 없지만 45°~135°의 경사를 가지고 있다.결과적으로 방사상 속도에 의해 발견되는 대부분의 외부 행성은 최소 질량보다 40% 이상 크지 않은 참 질량을 가진다.^{[citation needed]}만약 궤도가 거의 정면으로, 특히 방사상 속도에 의해 탐지된 초조반자의 경우, 그 물체는 실제로 갈색 왜성이거나 심지어 적색 왜성이 될 수도 있다.한 가지 특별한 예는 HD 33636 B로 M6V 별에 해당하는 실질량 142M인_J 반면, 그것의 최소 질량은 9.28M이었다_J.

만약 궤도가 거의 에지 온이라면, 그 행성은 자신의 별을 바꾸는 것을 볼 수 있다.

계산

모멘텀 벡터의 궤도 경사 계산 성분

우주역학에서 $기울기$ i $i$ 는 궤도운동량 $벡터$ h ${\displaystyle$ h $}($ 또는 궤도면에 수직인 모든 벡터)에서 다음과 같이 계산할 수 있다 $i$ .

i=\arccos {h_{z}\over \왼쪽 h\오른쪽}}

여기서 $h_{z}$ $h_{z}$ ${\$ 는 $h$ $h$ 의 z 성분이다 $h_{z}$ $h$

두 궤도의 상호 기울기는 각도에 대한 코사인 규칙을 사용하여 그 기울기에서 다른 평면으로 계산할 수 있다.

관찰 및 이론

태양계의 대부분의 행성 궤도는 서로와 태양의 적도 둘 다에 대해 상대적으로 작은 기울기를 가지고 있다.

몸		의 성향
몸		황색체	태양의 적도	불변성 평면을 이루다^[6]
테레- 스트립스	수성.	7.01°	3.38°	6.34°
	금성	3.39°	3.86°	2.19°
	지구	0	7.155°	1.57°
	화성	1.85°	5.65°	1.67°
가스 거인	목성	1.31°	6.09°	0.32°
	토성	2.49°	5.51°	0.93°
	천왕성	0.77°	6.48°	1.02°
	해왕성	1.77°	6.43°	0.72°
마이너 행성들	명왕성	17.14°	11.88°	15.55°
	세레스	10.59°	—	9.20°
	팔라스	34.83°	—	34.21°
	베스타	5.58°	—	7.13°

반면 왜성인 명왕성과 에리스는 각각 17도, 44도의 황반으로 기울어져 있으며, 큰 소행성 팔라스는 34도 기울어져 있다.

1966년 피터 골드레이치는 달의 궤도 진화와 태양계 내 다른 달의 궤도에 관한 고전 논문을 발표했다.^[7]그는 각 행성에 대해, 그 거리보다 더 가까운 위성이 행성의 적도(대부분 행성의 조석 영향으로 인해 궤도 프리세션)에 대해 거의 일정한 궤도 기울기를 유지하는 반면, 멀리 있는 위성은 거의 일정한 궤도 기울기를 유지하는 거리가 있음을 보여주었다.황색에 대한 존중(대부분 태양의 조수 영향으로 인해 경과함)첫 번째 범주에 속하는 달은, 해왕성의 달 트리톤을 제외하고, 적도 평면 근처에서 궤도를 돈다.그는 이 위성들이 적도 점착 원반으로부터 형성되었다고 결론지었다.그러나 그는 우리의 달은 한때 지구로부터 임계 거리 안에 있었지만, 그 기원에 대한 다양한 시나리오에서 예상할 수 있는 적도의 궤도를 결코 가지고 있지 않다는 것을 발견했다.이를 달 기울기 문제라고 하는데, 그 이후 다양한 해결책이 제시되어 왔다.^[8]

다른 의미

행성과 다른 회전하는 천체의 경우 궤도면에 상대적인 적도 평면의 각도(예를 들어 지구의 극이 태양을 향해 또는 태양으로부터 멀리 기울어짐)를 기울기라고도 부르기도 하지만 덜 모호한 용어는 축 기울기 또는 굴곡이다.

참고 항목

참조

^ Chobotov, Vladimir A. (2002). Orbital Mechanics (3rd ed.). AIAA. pp. 28–30. ISBN 1-56347-537-5.
^ McBride, Neil; Bland, Philip A.; Gilmour, Iain (2004). An Introduction to the Solar System. Cambridge University Press. p. 248. ISBN 0-521-54620-6.
^ 고타원 궤도 위성을 이용한 북극 통신 시스템, Lars Løge – 섹션 3.1, 페이지 17
^ 태양계 외 행성계의 달 형성과 궤도 진화 - 문헌 검토, K Lewis – EPJ Web of Conference, 2011 – epj-conferences.org
^ ^a ^b Tiago L. Campante (27 October 2016). "Spin-orbit alignment of exoplanet systems: Analysis of an ensemble of asteroseismic observations" (PDF). Proceedings of the International Astronomical Union. Cambridge University Press. 11 (General Assembly A29B): 636–641. doi:10.1017/S1743921316006232. Retrieved 27 February 2022.
^ Heider, K.P. (3 April 2009). "The Mean Plane (Invariable plane) of the Solar System passing through the barycenter". Archived from the original on 3 June 2013. Retrieved 10 April 2009. 을 사용하여 생산한.
^ Peter Goldreich (Nov 1966). "History of the Lunar Orbit". Reviews of Geophysics. 4 (4): 411. Bibcode:1966RvGSP...4..411G. doi:10.1029/RG004i004p00411. 에 의해 "클래식"이라고 불린다.
^ Kaveh Pahlevan & Alessandro Morbidelli (Nov 26, 2015). "Collisionless encounters and the origin of the lunar inclination". Nature. 527 (7579): 492–494. arXiv:1603.06515. Bibcode:2015Natur.527..492P. doi:10.1038/nature16137. PMID 26607544. S2CID 4456736.

[1] Chobotov, Vladimir A. (2002). Orbital Mechanics (3rd ed.). AIAA. pp. 28–30. ISBN 1-56347-537-5.

[2] McBride, Neil; Bland, Philip A.; Gilmour, Iain (2004). An Introduction to the Solar System. Cambridge University Press. p. 248. ISBN 0-521-54620-6.

[3] 고타원 궤도 위성을 이용한 북극 통신 시스템, Lars Løge – 섹션 3.1, 페이지 17

[4] 태양계 외 행성계의 달 형성과 궤도 진화 - 문헌 검토, K Lewis – EPJ Web of Conference, 2011 – epj-conferences.org

[Campante-5] Tiago L. Campante (27 October 2016). "Spin-orbit alignment of exoplanet systems: Analysis of an ensemble of asteroseismic observations" (PDF). Proceedings of the International Astronomical Union. Cambridge University Press. 11 (General Assembly A29B): 636–641. doi:10.1017/S1743921316006232. Retrieved 27 February 2022.

[meanplane-6] Heider, K.P. (3 April 2009). "The Mean Plane (Invariable plane) of the Solar System passing through the barycenter". Archived from the original on 3 June 2013. Retrieved 10 April 2009. 을 사용하여 생산한.

[7] Peter Goldreich (Nov 1966). "History of the Lunar Orbit". Reviews of Geophysics. 4 (4): 411. Bibcode:1966RvGSP...4..411G. doi:10.1029/RG004i004p00411. 에 의해 "클래식"이라고 불린다.

[8] Kaveh Pahlevan & Alessandro Morbidelli (Nov 26, 2015). "Collisionless encounters and the origin of the lunar inclination". Nature. 527 (7579): 492–494. arXiv:1603.06515. Bibcode:2015Natur.527..492P. doi:10.1038/nature16137. PMID 26607544. S2CID 4456736.

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