Зміст
- Ексцентриситет: більшість орбіт насправді не круглі
- Властивості еліпсів
- Обчислення Ексцентриситету
- Давайте знайдемо відстань Марса на Перігеліоні
В астрофізиці перигелій - це точка на орбіті об'єкта, коли він знаходиться найближче до Сонця. Походить від грецької для майже (пери) і сонце (Геліос). Його протилежність - це афелій, точка на його орбіті, в якій предмет знаходиться найдалі від сонця.
Поняття перигеліону, мабуть, найбільш знайоме стосовно комети. Орбіти комет мають тенденцію до довгих еліпсів із сонцем, розташованим в одному фокусному пункті. Як результат, більша частина часу комети проводиться далеко від сонця.
Однак, коли комети наближаються до перигелію, вони наближаються до Сонця, що його тепло і випромінювання викликають наближення комети до проростання яскравої коми і довгих сяючих хвостів, що робить їх одними з найвідоміших небесних об'єктів.
Читайте далі, щоб дізнатися більше про те, як перигелій стосується орбітальної фізики, включаючи а перигелій формула.
Ексцентриситет: більшість орбіт насправді не круглі
Хоча багато хто з нас мають ідеальне зображення шляху Землі навколо Сонця як ідеального кола, реальність дуже мало (якщо є) орбіт насправді кругова - і Земля не є винятком. Майже всі вони є насправді еліпси.
Астрофізики описують різницю між гіпотетично досконалою, круговою орбітою об'єкта та його недосконалою, еліптичною орбітою як його ексцентричність. Ексцентричність виражається як значення між 0 і 1, іноді перетворюється на відсоток.
Ексцентриситет нуля вказує на ідеально кругову орбіту, при цьому більші значення вказують на все більш еліптичні орбіти. Наприклад, не зовсім кругла орбіта Землі має ексцентриситет близько 0,0167, тоді як надзвичайно еліптична орбіта комети Галлея має ексцентриситет 0,967.
Властивості еліпсів
Коли ми говоримо про орбітальний рух, важливо зрозуміти деякі терміни, які використовуються для опису еліпсів:
Обчислення Ексцентриситету
Якщо ви знаєте довжину основної та другорядної осей еліпса, ви можете обчислити його ексцентриситет, використовуючи наступну формулу:
ексцентричність2 = 1,0 - (напівмаловажна вісь)2 / (напівмайорна вісь)2
Як правило, довжини в орбітальному русі вимірюються в перерахунку на астрономічні одиниці (АС). Одне АС дорівнює середній відстані від центру Землі до центру Сонця, або 149,6 мільйонів кілометрів. Конкретні одиниці, що використовуються для вимірювання осей, не мають значення, поки вони однакові.
Давайте знайдемо відстань Марса на Перігеліоні
Незважаючи на це, вирахувати відстані перигелію та афелія насправді досить просто, якщо ви знаєте довжину орбіти основна вісь і його ексцентричність. Використовуйте таку формулу:
перигелій = напівмайорна вісь (1 - ексцентриситет)
афеліон = напівмайорна вісь (1 + ексцентриситет)
Марс має напівмайорну вісь 1,524 АС та низький ексцентриситет 0,0934, отже:
перигелійМарс = 1,524 АС (1 - 0,0934) = 1,338 АС
афелійМарс = 1,524 АС (1 + 0,0934) = 1,666 АС
Навіть у самих крайніх точках своєї орбіти Марс залишається приблизно на однаковій відстані від сонця.
Земля також має дуже низький ексцентриситет. Це допомагає підтримувати сонячне випромінювання на планеті протягом року відносно послідовним і означає, що ексцентриситет Землі не має надзвичайно помітного впливу на наше повсякденне життя. (Нахил землі на свою вісь має значно помітніший вплив на наше життя, спричиняючи існування сезонів.)
Тепер давайте обчислимо відстань перигелія та афелія Меркурія від сонця. Ртуть набагато ближче до Сонця, з напівмагістральною віссю 0,387 АС. Його орбіта також значно ексцентричніша, з ексцентриситетом 0,205. Якщо ми підключимо ці значення до наших формул:
перигелійРтуть = 0,387 АС (1 - 0,206) = 0,307 АС
афелійРтуть = 0,387 АС (1 + 0,206) = 0,467 АС
Ці цифри означають, що Меркурій майже є дві третини ближче до Сонця під час перігеліону, ніж у афеліоні, що створює набагато більш різкі зміни у тому, скільки тепла та сонячної радіації піддається сонячна поверхня планети протягом її орбіти.