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  • 1 # 使用者9679820879769

    樓主說的沒錯,太陽在紅巨星最後的階段會丟擲表面物質,以行星狀星雲的方式結束核聚變,成為一顆白矮星(比較典型的例子是天琴座的M57)。一般而言,太陽這樣的中等質量恆星,在這一過程中拋灑出的物質會佔其總質量的30%左右,顯而易見,由此會導致行星軌道質量的擴張。

    不過,不論地球,火星,原理太陽軌道的天王星,海王星甚至是太陽系最周邊的天體,在太陽損失能量超過50%之前,也是絕對不會從太陽系逃逸的。可以透過兩種計算手段得到這一結果:

    1.能量守恆

    行星圍繞太陽公轉的動能是Ev,引力勢能是Ep,而且有Ep=-2Ev。

    教科書裡也告訴我們,Ep=-GMm/r(到了大學可以利用微積分很容易算出來)。

    可以看到,如果想要逃逸,即Ev+Ep=0,需要Ep一項減少一半,也就是太陽質量至少需要減少一般。

    2.計算瞬時情況

    大學物理也會講到,對於均勻圓殼內的某個物體,該圓殼對它的引力作用總和為0(雖然積分起來有點麻煩,不過考試一定會考的)。

    我們可以做一個模型假設,太陽拋灑出的氣態外殼是均勻的且極薄的,它會在一瞬間穿過行星軌道。那在達到行星軌道之前一切如常,但是到了行星軌道之後,氣殼就不再對行星具有引力,也就是太陽引力一下降低30%。

    對於圓軌道運動的天體,逃逸速度達到環繞速度的根號2倍,高一物理就很容易推算,環繞速度和中心天體質量的平凡根成正比。如果要使得環繞速度減小到願來的根號二分之一(使得原來的環繞速度達到逃逸速度),太陽的質量也需要縮小到原來的50%。

    可見,根據兩種處理方法,從宏觀和微觀的角度,都可以得到相同的結論。對於圓軌道執行的天體,如果只是行星狀星雲的質量損失,不論軌道高度幾許,都是不會逃逸的。而且如果樓主經過仔細思考後會發現,能否逃逸只和天體軌道原有的偏心率和太陽損失的質量比有關,和軌道高度無關。為什麼我這麼定論,不妨當做思考題吧(給一個提示,能量守恆)。

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