近点移動について

近点移動ってなんだってことですが、
有名なのは、アインシュタインの相対性理論の証明に使われた、
水星の近日点移動です。

近地点とは、楕円軌道で中心天体に一番近い点のことです。
そして、
太陽が中心天体の場合、「近日点移動」
地球が中心天体の場合、「近地点移動」

と呼びます。

ケプラーの第一法則によって、惑星は楕円軌道上を動くということですが、
近点が移動してしまうのは、正確にいえば、楕円軌道ではないですよね。

また、近日点移動については、水星だけでなく、
他の惑星も近点移動しています。

そもそも、惑星が近日点移動の原因は、

「摂動」によって楕円軌道そのものが回転する現象が近点移動です。
（１）太陽系内の自信の惑星とは別の惑星からの比較的弱い重力の摂動による近点移動。
（２）天体は自転の遠心力によって扁球となり（赤道バルジ）、
　　　近くの天体からの潮汐力によって表面に膨らみができる（潮汐バルジ）。
　　　どちらの効果も重力の四重極場による近点移動。
（３）一般相対性理論による効果一般相対性理論による近点移動。

といわれています。
しかし、私の研究所では、近点移動の原因は、「天体衝突による質量変化」と考えています。

天体衝突による質量変化による近点移動の説明

ここでは、月の近点移動について考えてみます。
月の近地点移動は、８．８５年で一周回ります。
月は公転周期が約６５５時間なので、地球の周りを１１８周します。
ということは、近点が１周回ると５.５４時間遅れていきます。

質量変化で5.54時間の遅れが証明できれば、
近点原因が、質量変化の可能性があるということになります。

月の衝突前の質量をmx=7.2265e22 kg
月の衝突後の質量をm =7.3477e22 kg（現在の質量）
衝突時の増加質量をΔm=1.212e21 kg（※増加量については、シミュレーションした結果
求めてた質量です）

と仮定します。

振動周期と公転周期

衝突天体が、月に衝突すると、基準軌道半径が変わります。
現在の基準軌道半径はa=384.400 kmになります。

まず。振動周期ですが、衝突後の公転周期と同じ周期で、振動します。
ですので、近点移動はおきません。
しかし、質量が増加した場合、振動周期（Tf）が増えます。

上式に値をいれて計算すると、
振動周期　Tf=660.4h
公転周期　Tc=654.9h

遅延時間＝5.54hになり8.85年で、近地点が一周することがわかります。

月の平均密度が3.3344g/cm³
なので、

半径４５０Kmくらいの大きさの天体の質量の増加したのではないかと思います。
これが、実際の質量変化が確認できれば、この予想はただしいと思います。

それには、月の軌道を衝突によって、それ以上の大きさの天体が衝突したことが、
確認できれば、かなり真実に近づいたのではないかと思います。

月軌道からの質量変化の検証

私の研究所の研究によれば、上図のように、月は２度衝突しています。
２回目の衝突が大きいので、その値に、上結果を入れて検証してみます。

増加した質量は　Δm=1.212e21 kgです。
その５倍くらいの質量の天体が衝突した場合を考えてみます。

その質量を　mx=6.06e21 kg と仮定します。

ざっくりですが、基準軌道半径３５６,４００kmで月と天体が衝突して３８４,４００km
の位置基準軌道が移動したので、
衝突エネルギー　I＝７.８５１１e28 je　になります。
これは、I=Sa – Sbで求まります。

Sa = 1.07784E+30 je
Sb = 9.99332E+29 je

になります。

衝突エネルギーと衝突天体の質量から
衝突速度は、

約３,６００km/h

になります。
かなり高速で衝突したという結果になります。

正しいかどうかは、まだ検証が必要です。