行星等星体的径向动量是从哪里来的？
2024-11-19 阅读 23
行星等星体的径向动量主要来自于它们的运动。在星体形成时，由于原始星云的自转以及引力作用，星体开始围绕中心旋转。这种自转运动会产生角动量，而后随着星体收缩形成行星或恒星，角动量守恒的原则会导致星体的自转速度逐渐减小，而径向动量则得以保持。因此，星体的径向动量主要是来自于其旋转运动。
更新于 2024年11月22日
看了题目与说明，基本理解了题主的意思。先把个人理解的这个问题描述一下。
在一个恒星星系内，恒星周围的所有天体，忽略掉相互之间的引力，都只受到中心恒星的引力作用。只有径向引力作用，没有经向向外的力的作用，为什么恒星以外的天体，未因引力作用坠落到恒星中？理解了题意，再看其他知友的回答。我发现，虽然其他知友的答案，都与本题联系紧密，但都不属于，针对本题的直接答案。题目问的是为什么不坠落，答案答的都是，哪里来的初速度。
诚然，没有初速度，就没有离心力；没有离心力，只有恒星引力作为向心力，受力无法平衡，天体会坠落恒星。这两条罗辑因果关系合在一起，就可以把其他知友的回答，与本题连在一起了。
但是这拐弯出来的解答，总觉得有些牵强。我想题主问的应该是，怎样得出的离心力？而不是想当然的答法，有了初速度，就有了离心力。
先说牛顿第一运动定律，没有外力作用或外力平衡，物体静止或匀速直线运动。行星在恒星附近(整个星系都认为在恒星附近)，有一个速度飞向远方，恒星的引力作用于行星，让行星的运还轨迹，向恒星方向偏移。
此时，恒星引力是径向方向，行星的惯性是圆周切线方向。这两个运动方向合在一起的结果，就促使行星，进行圆周运动。如果切线方向速度足够大，可以摆脱径向引力，行星就可以脱离轨道，沿切线方向运行。而这个恰好能摆脱引力飞出的速度，就是此恒星系中本行星轨道的逃逸速度。
反过来讲，行星速度低于逃逸速度，惯性不足以抵抗恒星引力，行星就会彼衡星引力拉扯，坠落到恒星，这就是题主问题的本意。结论是，恒星周围任意距离上的天体，若要保持稳定围绕恒星公转，必须维持能与径向引力平衡的切向速度。
下边通过科学概念，解释一下行星的径向运动。行星的径向运动是指，行星在绕中心天体（如太阳）运动时，沿径向方向（即行星与中心天体之间的连线方向）的运动分量。以下是对行星径向运动做下详细分析。
1、基本概念。径向方向:从行星指向中心天体的方向，即行星与中心恒星之间的连线方向。
径向速度:行星在径向方向上的速度分量，表示行星接近或远离恒星的速度。
2. 径向运动的变化近日点与远日点:
在近日点（离中心天体最近的轨道位置），径向速度为零，因为此时行星的轨道切线方向与径向方向垂直。
在远日点（离中心天体最远的轨道位置），径向速度也为零。
在近日点与远日点，两个极端位置之间，行星的径向速度不断变化。
在轨道上，从远日点向近日点运动时，径向速度逐渐增加，可观测到行星逐渐接近中心天体。
在轨道上，从近日点向远日点运动时，径向速度逐渐减小，观测到行星逐渐远离中心天体。
3、径向速度的计算。径向速度可以通过行星的轨道参数和位置来计算。远地点与近地点，轨道切线方向与径向垂直，切线方向的速度，没有径向分量。正圆轨道的上每个点，都是这个情况。椭圆轨道不同，多数位置，切线方向与径向方向不垂直，存在一定夹角，切线方向的速度，就有了径向分量，这个径向分量的大小，与位置和角度相关，可通过公式计算。我的答题，尽量让普通人看懂原理，不做具体计算，省略掉公式。
4. 径向运动的影响因素。引力: 中心天体的引力是行星径向运动的驱动力。引力大小决定径向运动速度的变化，方向一直指向中心恒星。
轨道形状: 轨道的离心率（椭圆的扁平程度）影响径向速度的变化范围。离心率越大，径向速度的变化越明显。
行星质量: 行星的质量也会影响径向运动，相对于中心天体的质量，行星的质量可以忽略不计。不同质量行星在同一轨道上，稳定运行的基准速度一样，可以通过计算得到。
