Tính khối lượng Mặt Trời từ quỹ đạo Mặt Trăng

Tính khối lượng Mặt Trời từ quỹ đạo Mặt Trăng

Các nhà thiên văn đo khối lượng của những thiên thể ở xa như thế nào ? Sau đây là một ví dụ : sử dụng quỹ đạo Mặt Trăng để tìm ra khối lượng của Mặt Trời .

Thật khó để hình dung xem hiểu biết về Hệ Mặt Trời của chúng ta sẽ ra sao nếu như không có đồng hành của chúng ta là Mặt Trăng. Quỹ đạo của Mặt Trăng cung cấp cho chúng ta cơ sở và tiêu chuẩn cần có để giải quyết nhiều bài toán vũ trụ.

Chẳng hạn, Mặt Trăng được cho phép những nhà thiên văn tính ra được khối lượng của Mặt Trời so với Trái Đất .
Sau đây là cách mà bạn hoàn toàn có thể sử dụng Mặt Trăng cùng một hành tinh bất kể trong Hệ Mặt Trời ( trừ Trái Đất ) để xác lập khối lượng của Mặt Trời. Hãy thử lấy Sao Thủy cho ví dụ này – dù nếu lấy hành tinh khác thì cũng vẫn triển khai được giống như vậy .
Với tiềm năng của bài toán, tất cả chúng ta cần biết bán trục lớn quỹ đạo của Mặt Trăng và chu kỳ luân hồi quỹ đạo của nó quanh Trái Đất. Bên cạnh đó, tất cả chúng ta cũng cần biết bán trục lớn quỹ đạo và chu kỳ luân hồi quỹ đạo của Sao Thủy quanh Mặt Trời. Sau đây là những thông số kỹ thuật này theo hiệu quả đo đúng chuẩn của NASA :

• Bán trục lớn quỹ đạo của Mặt Trăng: 384.000 km
• Chu kỳ quỹ đạo Mặt Trăng: 27,322 ngày Trái Đất (sau đây gọi tắt là ‘ngày’)
• Bán trục lớn quỹ đạo của Sao Thủy: 57.910.000 km
• Chu kỳ quỹ đạo Sao Thủy: 88 ngày

Tiếp theo, tất cả chúng ta quy đổi những thông số kỹ thuật của hành tinh được chọn ( ở đây là Sao Thủy ) sang đơn vị chức năng so sánh với Mặt Trăng ( nói cách khác là tính tỷ suất giữa thông số kỹ thuật tương tự ) .

• Bán trục lớn Sao Thủy/Bán trục lớn Mặt Trăng = 57.910.000/384.000 = 150,719 (gọi số này là a)
• Chu kỳ quỹ đạo Sao Thủy/chu kỳ quỹ đạo Mặt Trăng = 88/27,322 = 3,221 (gọi số này là p)

Định luật thứ 3 của Kepler cho biết bình phương của chu kỳ và lập phương của bán trục lớn tỷ lệ với nhau (đọc bài “Nguyên lý chuyển động của các hành tinh“). Quỹ đạo của các thiên thể phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng của hệ nên chúng ta có được phương trình sau.

Khối lượng Mặt Trời/khối lượng Trái Đất = a³/p² = 330.002

Nói đúng chuẩn hơn đây là tỷ suất giữa khối lượng hệ Mặt Trời – Sao Thủy và hệ Trái Đất – Mặt Trăng. Vì Mặt Trời chiếm khối lượng gần như tuyệt đối trong hệ Mặt Trời – Sao Thủy và Trái Đất cũng vậy trong hệ Trái Đất – Mặt Trăng nên tất cả chúng ta hoàn toàn có thể coi rằng số lượng trên là gần đúng chuẩn .
Nếu thay Sao Thủy bằng một hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời, bạn cũng sẽ có tác dụng tựa như .
Tất nhiên, ngày này có nhiều cách khác để tính ra khối lượng của những thiên thể và những ơheps đo cụ thể nhất đã cho thấy khối lượng của Mặt Trời bằng khoảng chừng 333.000 lần khối lượng Trái Đất – tức là phép tính trên chỉ sai số rất nhỏ. Trên đây chỉ là một ví dụ về việc hoàn toàn có thể sử dụng những thông số kỹ thuật quỹ đạo của Mặt Trăng và một hành tinh bất kể để tính ra khối lượng đối sánh tương quan giữa Mặt Trời và Trái Đất .

Tác giả: Bruce McClure – Earthsky.org
Dịch và giải thích chi tiết hơn: Bryan – VACA

Source: https://vh2.com.vn
Category : Trái Đất