【宇宙級冷知識】我們其實並非繞著太陽轉?那地球繞什麼轉?科學家親製動畫解釋

科學家發現,太陽系的行星事實上不圍繞著太陽中心公轉,而是引力中心,就連太陽也繞著這個質心運行。
圖片來源:WikiImages from Pixabay

「太陽系,是個以太陽為中心的系統,其中我們熟知的八大行星都繞著太陽旋轉。」聽起來很合理,對吧?但這樣說是不全然正確的。事實上,太陽系的所有東西都對著太陽系中的一個點繞行,就連太陽也是。

不繞太陽中心轉,那繞什麼?

大家都圍繞的那個點,是由太陽系的質心(Center of mass),稱為引力中心(Barycenter),以這個點為中心,四周質量才會達到平衡。而這個引力中心,(經常)不在太陽的正中心,也因此以太陽為中心的說法,並不完全正確。

為了解釋這項說法,日本宇宙航空研究開發機構的科學家 James O’Donoghue 製作了一個動畫解釋,影片中以太陽、土星(Saturn)、木星(Jupiter)為例,描繪三者在宇宙中圍繞著引力中心「拔河」的現象,使得太陽也會有微小的繞行軌道。(為強調太陽的運行,動畫中的太陽移動規模有誇大)

O’Donoghue 表示,事實上太陽系的質心很少與太陽中心重疊,而且還會繞著引力中心運行幾百萬公里。有時候兩個中心重疊,有時候距離甚遠,甚至會超過太陽半徑。

太陽不是固定的?

這可以用簡單的作用力與反作用力來說明。當兩個物體交互作用時,A 物施予 B 物的力,也會產生相同大小、相反方向的力回到 A 物上,兩個力必會成對出現。既然如此,有太陽對行星作用力,也一定會有行星對太陽的力。

我們容易直覺地認為因為太陽質量太大,因此將行星對太陽的作用力忽略;而在教學方面,我們也會將太陽認定為固定在一點上,其他行星則圍著它繞行。

而足以讓太陽移動的行星,必屬木星了。在太陽系中,太陽佔了整個系統質量的 98%,而剩下的 2% 幾乎由木星包下,也因此它的作用力會輕輕地牽引太陽繞行。「太陽其實也些微地繞著木星公轉」,O’Donoghue 補充。

同理,月球也不繞地球運行囉?

在太陽系內,所有行星與自己的「月亮」衛星們也有自己的質心。地球與月球的運轉相對簡單許多,因為其引力重心都維持在地球的半徑內。O’Donoghue 也有對於月球與地球的繞行製作了動畫說明。(地球與月球的距離無照真實比例縮放)

除了顯示地球與月球的運行模式,這個動畫也描繪了未來 3 年間的運動。

所以,這發現代表什麼?

所有行星系統與星系的運行軌道,都隨著一個看不見的點繞行,包含「看似被繞行的」恆星。這項發現,將有助於太空科學家找尋其他看不到的行星,因為透過計算我們可以了解還有未知的質量還沒被發現。

總而言之,我們當然還是「繞著太陽轉」啦,只是站在學術研究 的立場,沒有那麼準確而已。

參考資料: Business Insider維基百科

(本文提供合作夥伴轉載。)

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