星球质量是怎么计算的
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发布时间：2022-04-25 23:56
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热心网友
时间：2022-05-05 05:07
已知:ρ=***，V=***，求m。
据:ρ=m/v变形m=ρv
解:*********
(不要吐槽，让我缅怀一下我逝去的青春 _(:з」∠)__……绝对没有夕阳下的奔跑!!!)
OK，书归正传!行星的质量也可以通过恒星的质量结合行星运动的半径周期等等资料计算得到，其中一般简单的可以用到开普勒的天体定律，但现代用的较多的是广义相对论，这个才是现代物理用到的东西。不过万有引力是比较笼统的理论，不能适用于多体之间的运动研究，所以必须用广义相对论的引力理论。用万有引力的具体的操作是:在天体运动中，近似认为天体的运动是匀速圆周运动，在其运动过程中起决定因素的是万有引力，即万有引力提供天体做匀速圆周运动所需的向心力，有G(mM/r²)=m × (2π/T)²×r 其中周期可通过天文观测方式获得，从而可得天体质量为：M = [(2π/T)²×r³]/G。
用开普勒第三定律的操作方法是:由开普勒第三定律估算天体质量
开普勒三定律"注①"是关于行星围绕太阳运动的规律，是德国天文学家开普勒认真分析了丹麦天文学家第谷·布拉赫的大量对天体运行观测资料的基础上提出的，它的内容是：
开普勒第一定律（椭团轨道定律）：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上，但行星轨道的偏心率都比较小，例如，地球轨道的偏心率只有0.0167，很接近于圆。
开普勒第二定律（面积定律）：对每个行星来说，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过的面积相等。
开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。即：a³/T²= C（常数）
由于第谷·布拉赫的资料都是靠肉眼观测记录的，开普勒三定律与行星实际运行的情况有少许偏离，后来人们修正了开普勒第三定律，得到准确的表达式是：a³/T²(M m) = G/4π²
其中M为太阳的质量；m为行星的质量；a为椭圆轨道的长半轴；T为行星的公转周期；万有引力常数 G = 6.67×10-11N·m²/Kg²。
还可以用天体真半径和表面重力加速度推算天体质量
在天体表面，物体所受万有引力与它所受重力近似相等，由万有引力定律有：G(mM/R²)=mg
即M = gR²/G。
***(不知用什么连词好了)用天体的质量和光度之比的质光关系估算天体质量
所谓质光关系"注②"就是恒星的质量和绝对光度之间的一个重要关系，最早为哈姆所提出，并在1919年由赫茨普龙通过观测资料证实，1924年爱丁顿从理论上导出绝对光度为L的恒星与其质量M的关系为：L = kM3.5
其中绝对光度L可由实际观察得到， 为常数，它与哈勃常数H有关。由上式可估算天体的质量为：M = (L/k)2/7
该方法除对物理性质特殊的巨星、白矮星和某些致密天体不适用外，对占恒星总数的90％的主序星非常适用。
除以上方法可以估算天体质量以外，还有"注③":用维里定理估算天体的质量（称为"维里质量"）；双谱分光双星又是食双星可由分光解和测光解中的轨道倾角，可求得两子星的质量；双谱分光双星又是干涉双星，可由分光解和轨道倾角，可计算出两子星的质量；双谱分光双星的分光解加上偏振观测所得轨道倾角可得出两子星的质量；利用已知半径的白矮星的引力红移量求白矮星的质量；利用恒星在赫罗图上的理论演化轨迹估算恒星质量（称为"演化质量"）；对已知真半径的脉动变星，可以由脉动周期估算平均密度，从而得出质量（称为"脉动质量"）等方法。
当然，天体的质量随着时间而不断变化，主要是由于热核反应把质量不断转变为辐射能和许多天体因大气膨胀或抛射物质而不断损失质量。而且仍有不少恒星的质量数据至今还很不可靠或精度甚低，如大角、老人、织女一、河鼓二、参宿四、心宿二等亮星，欲得到精度较高的恒星的质量，人们仍有大量的工作要做。
参考书目：
注①：《中国大百科全书天文学》第189页"开普勒定律"条目，中国大百科全书出版社出版，1980 年12月第一版
注
②：同上，第556页"质光关系"条目
注
③: 同上，第144--145页"恒星质量"条目
热心网友
时间：2022-05-05 06:25
热心网友
时间：2022-05-05 08:00
