Съдържание
- Ексцентричност: повечето орбити всъщност не са кръгли
- Свойствата на елипсите
- Изчисляване на Ексцентричност
- Нека намерим разстоянието на Перихелион на Марс
В астрофизиката перихелий е точката в орбитата на обекта, когато той е най-близо до слънцето. Произхожда от гръцкия за близо (пери) и слънце (Хелиос). Обратното му е афелий, точката в орбитата му, в която даден обект е най-отдалечен от слънцето.
Понятието перихелион вероятно е най-познато във връзка с комети, Орбитите на кометите са склонни да бъдат дълги елипси със слънцето, разположено в една фокусна точка. В резултат на това по-голямата част от времето на кометата е прекарано далеч от слънцето.
Въпреки това, когато кометите се приближават до перихелион, те се приближават достатъчно близо до слънцето, че неговата топлина и радиация причиняват приближаващата комета да покълне ярката кома и дългите светещи опашки, които ги правят едни от най-известните небесни обекти.
Прочетете, за да научите повече за това как перихелионът се отнася до орбиталната физика, включително а перихелий формула.
Ексцентричност: повечето орбити всъщност не са кръгли
Въпреки че много от нас носят идеализиран образ на пътя на Земята около Слънцето като перфектен кръг, реалността е много малко (ако има) орбити всъщност са кръгови - и Земята не е изключение. Почти всички те всъщност са елипси.
Астрофизиците описват разликата между хипотетично перфектната, кръгова орбита на обекта и неговата несъвършена, елиптична орбита като негова ексцентричност, Ексцентричността се изразява като стойност между 0 и 1, понякога преобразувана в процент.
Екцентричността от нула показва перфектно кръгла орбита, с по-големи стойности, показващи все по-елиптични орбити. Например, не съвсем кръговата орбита на Земята има ексцентриситет около 0,0167, докато изключително елиптичната орбита на кометата на Халей има ексцентриситет от 0,967.
Свойствата на елипсите
Когато говорим за орбитално движение, важно е да разберете някои от термините, използвани за описание на елипсите:
Изчисляване на Ексцентричност
Ако знаете дължината на основните и второстепенни оси на елипса, можете да изчислите нейната ексцентричност по следната формула:
ексцентричност2 = 1,0 - (полу-маловажна ос)2 / (полу-голяма ос)2
Обикновено дължините в орбиталното движение се измерват като астрономически единици (AU). Една АС е равна на средното разстояние от центъра на Земята до центъра на Слънцето, или 149,6 милиона километра, Конкретните единици, използвани за измерване на осите, нямат значение, доколкото те са еднакви.
Нека намерим разстоянието на Перихелион на Марс
С всичко това извън пътя, изчисляването на разстояния на перихелий и афелион всъщност е много лесно, стига да знаете дължината на орбитата основна ос и е ексцентричност, Използвайте следната формула:
перихелион = полу-голяма ос (1 - ексцентричност)
афелион = полу-голяма ос (1 + ексцентричност)
Марс има полу-голяма ос от 1.524 AU и нисък ексцентриситет от 0.0934, следователно:
перихелийМарс = 1.524 AU (1 - 0.0934) = 1.382 AU
афелийМарс = 1,524 AU (1 + 0,0934) = 1,666 AU
Дори в най-крайните точки на орбитата си Марс остава приблизително на същото разстояние от слънцето.
Земята също има много ниска ексцентричност. Това помага да се поддържа сравнително последователно снабдяването на планетата със слънчева радиация през цялата година и означава, че ексцентричността на Земята няма изключително осезаемо влияние върху ежедневния ни живот. (Наклонът на земята по оста си има много по-забележим ефект върху нашия живот, причинявайки съществуването на сезони.)
Сега вместо това да изчислим разстоянията на перихелия и афелия на Меркурий от слънцето. Меркурий е много по-близо до слънцето, с полу-главна ос 0,387 AU. Орбитата му също е значително по-ексцентрична, с ексцентричност 0,205. Ако включим тези стойности в нашите формули:
перихелийживак = 0,387 AU (1 - 0,206) = 0,307 AU
афелийживак = 0,387 AU (1 + 0,206) = 0,467 AU
Тези числа означават, че Меркурий е почти две трети по-близо до Слънцето по време на перихелия, отколкото при афелиона, което създава много по-драматични промени в това колко топлина и слънчева радиация е изложена слънчевата повърхност на планетата по време на нейната орбита.