月の軌道は循環していますか？潮汐加熱が軌道を循環させるのはなぜですか？

月には（もちろん）楕円軌道がありますが、毎年地球から1インチ離れると、その軌道はより円形になり、どうして来るのでしょうか。潮汐の影響でイオの軌道はより円形になっていますが、なぜですか？

短い答え：はい。私はあなたが地球の周りの月の軌道の偏心を意味すると仮定します。

一般に、バイナリシステム（Earth-Moonシステムやバイナリスターなど）の潮汐力は、3つの主要な方法でバイナリに影響を与えます。最も長いタイムスケールから最も短いタイムスケールの順に

1）軌道の循環（偏心がゼロになり、バイナリ分離が最小になります）。

2）バイナリコンポーネントのスピン角運動量と軌道角運動量の整列（と方向は同じ）。$S$$L$

3）バイナリコンポーネントの回転周波数と軌道周波数の同期。

しかし、なぜ？

「なぜ」に答えるにはさまざまな方法があります。ここでは、天体物理学の潮汐の神父、ZP Zahnによって与えられた素晴らしい概念的な答えがあります。

クローズドメカニカルシステムの基本的な特性は、全体の運動量を保存することです。風や重力波によって運ばれる角運動量を無視できる場合、これは特に、恒星円盤を持っているかどうかに関係なく、連星、星惑星システムに当てはまります。潮汐相互作用を通じて、運動エネルギーと角運動量は、コンポーネントの回転運動と円盤運動の間で交換されます。ここで検討するケースであるそのようなディスクがない場合、それらは、粘性および放射散逸により、軌道が円形である最小運動エネルギーの状態に進化し、両方の星の回転は、軌道運動、およびそれらのスピン軸は軌道面に垂直です。

したがって、基本的には、潮汐トルクが散逸を促進し、この散逸によってバイナリが最小の運動エネルギー状態になります。つまり、円軌道、軌道と同期したスピン、軌道と整列したスピンです。

ここで式＃によって提供されるタイムスケールの等高線図ですハットの1981精液から紙であり、分離がブラックホールとウォルフ・ライエ星からなるバイナリのために、他の量にあまり関連して変化しないと仮定すると、惑星衛星システムと同様のシステム。タイムスケールは、WRスターの質量と連星の分離に関してパラメーター化されています。$9 - 13$

黒い点線は、重力波によるバイナリのマージタイムスケールです。つまり、その線の下では、宇宙の寿命内でマージするバイナリです。同期タイムスケールは、WRスターの初期スピンとは無関係です。そのため、プロットには同期ラインが1つしかありませんが、整列タイムスケールは、潮汐を感じるコンポーネントの初期スピンに依存します。輪郭の下のポイントはそのプロセスを達成します（赤い破線の下が同期されます）。数量は分割フラクションパラメーターで、から間です$f_{B}$$0$$1$、およびその選択により、初期のWRスタースピンがその分裂スピンの一部として決定されます。（潮汐の時間スケールの等高線は、WRの寿命を潮汐の時間スケールと同等にすることによって作成されました）。循環よりも本質的に常に小さいため、循環時間スケールは含めませんでした。タイムスケール（一般に、あるという事実から単純に見られる）。$S << L$

最後に、WRスターは月/衛星とはかなり異なると言わなければなりませんが、それぞれの潮汐の影響は概念的な比較を行うのに十分似ています（WRスターはBHよりもはるかに重いため、地球よりも月の場合、潮汐のタイムスケールの階層は同じですが、潮汐勾配に対するWRのアプシダル応答は岩の多い月のそれとは大きく異なることに注意してください。

あなたが指摘したように、月の軌道はわずかに偏心していますが、月は地球の回転（どちらも軌道の回転に同期しています）と潮汐的に同期しています。潮汐が循環するよりも同期するよりも時間がかかるため、これは理にかなっています。

私のブラックホールスターシステムではなく、実際の惑星-月系で潮汐を使用する例を誰かが投稿できると確信しています。:)

1年後、これを偶然見つけましたが、私は単純で数学以外の答えを投稿したいと思いました。

地球に対する月の重力の影響は、それが地球の表面に膨らみを作り出し、その程度は少ないが逆も同様であるという点で、原初の軌道を回る物体の影響に似ています。地球が回転すると、そのふくらみはその周囲を移動するため、常にほぼ月に向けられます。

地球の地殻は完全に弾性ではないため、この移動する変形は月の下に正確に移動することはなく、わずかに進んでいます。（これは、変位する材料の慣性により、クラストが完全に弾性であっても発生します。）これにより、3つの現象が発生します。

1つ目は、地球の回転エネルギーの一部が熱として放散されることです。それほど多くはありませんが、潮汐ロックの最終段階では重要です。

2つ目は、そのふくらみのわずかに増加した重力により、月を先導して、軌道上で月を前方に引き寄せることです。それは月に運動エネルギーを加えるので、その軌道で月をより高く持ち上げる傾向があります。この同じ力が地球の自転に逆らって後退し、地球の速度を低下させます。

3つ目は、月が地球に最も近い場合、その完全な円形の軌道ではこの力が大きく、地球に近いほど力が大きくなることです。これにより、月の軌道の偏心が解消されます。

これらすべての合計は、地球の自転が最終的に月が地球の周りを公転する速度まで減速し、月の軌道の離心率が低下することです。この力は2つが同期するにつれて減少し、最後の残りの地球の「過剰な」回転エネルギーが潮汐熱によって失われるため、片側は常に月に面します。

他のポスターで指摘されているように、太陽の重力は月の軌道をわずかに偏心させる傾向があるため、最終的には地球/月が潮汐的に太陽に固定されることになりますが、フェルミの計算では、太陽系自体がtかなり長く続きます。