Indhold
- Excentricitet: De fleste baner er faktisk ikke cirkulære
- Ellipses egenskaber
- Beregning af excentricitet
- Lad os finde Perihelion-afstanden til Mars
I astrofysik perihelium er punktet i et objekts bane, når det er tættest på solen. Det kommer fra det græske for nær (peri) og sol (Helios). Det modsatte er aphelium, det punkt i sin bane, hvor et objekt er længst fra solen.
Begrebet perihelion er sandsynligvis mest velkendt i forhold til kometer. Kometerbaner har en tendens til at være lange ellipser med solen beliggende på et samlingspunkt. Som et resultat bruges det meste af kometens tid langt væk fra solen.
Når kometer nærmer sig perihelion, kommer de imidlertid tæt på solen, til at dens varme og stråling får den kommende komet til at spire det lyse koma og lange glødende haler, der gør dem til nogle af de mest berømte himmelobjekter.
Læs videre for at lære mere om, hvordan perihelion forholder sig til orbitalfysik, herunder a perihelium formel.
Excentricitet: De fleste baner er faktisk ikke cirkulære
Selvom mange af os bærer et idealiseret billede af Jordens sti rundt om solen som en perfekt cirkel, er virkeligheden meget få (hvis nogen) bane faktisk er cirkulære - og Jorden er ingen undtagelse. Næsten alle dem er faktisk ellipser.
Astrofysikere beskriver forskellen mellem et objekts hypotetisk perfekte, cirkulære bane og dets ufuldkommen, elliptiske bane som dets excentricitet. Excentricitet udtrykkes som en værdi mellem 0 og 1, sommetider konverteres til en procentdel.
En excentricitet på nul indikerer en perfekt cirkulær bane, med større værdier, der indikerer stigende elliptiske bane. For eksempel har Jordens ikke-helt cirkulære bane en excentricitet på ca. 0,0167, mens den ekstremt elliptiske bane fra Halleys komet har en excentricitet på 0,967.
Ellipses egenskaber
Når man taler om bevægelse i orbitalen, er det vigtigt at forstå nogle af de udtryk, der bruges til at beskrive ellipser:
Beregning af excentricitet
Hvis du kender længden af en ellipses større og mindre akser, kan du beregne dens excentricitet ved hjælp af følgende formel:
excentricitet2 = 1,0 - (semi-mindre akse)2 / (halv-større akse)2
Typisk måles længder i orbitalbevægelse med hensyn til astronomiske enheder (AU). Én AU er lig med den gennemsnitlige afstand fra Jordens centrum til solens centrum eller 149,6 millioner kilometer. De specifikke enheder, der bruges til at måle akserne, betyder ikke noget, så længe de er de samme.
Lad os finde Perihelion-afstanden til Mars
Med alt det der er ude af vejen er beregning af perihelion og aphelionafstand faktisk ganske let, så længe du ved længden af en bane hovedakse ogdet er excentricitet. Brug følgende formel:
perihelion = semi-større akse (1 - excentricitet)
aphelion = semi-større akse (1 + excentricitet)
Mars har en semi-større akse på 1.524 AU og en lav eksentricitet på 0,0934, derfor:
periheliumMars = 1,524 AU (1 - 0,0934) = 1,382 AU
apheliumMars = 1,524 AU (1 + 0,0934) = 1,666 AU
Selv på de mest ekstreme punkter i sin bane forbliver Mars stort set den samme afstand fra solen.
Jorden har ligeledes en meget lav excentricitet. Dette hjælper med at holde planetens forsyning med solstråling relativt konsistent gennem året og betyder, at Jordens excentricitet ikke har en yderst mærkbar indflydelse på vores daglige liv. (Jordens hældning på sin akse har en meget mere mærkbar effekt på vores liv ved at forårsage sæsoners eksistens.)
Lad os i stedet beregne kviksølvets perihelion og aphelionsafstand fra solen. Kviksølv er meget tættere på solen med en halvhovedakse på 0,387 AU. Dets bane er også betydeligt mere excentrisk med en excentricitet på 0,205. Hvis vi tilslutter disse værdier til vores formler:
periheliumKviksølv = 0,387 AU (1 - 0,206) = 0,307 AU
apheliumKviksølv = 0,387 AU (1 + 0,206) = 0,467 AU
Disse tal betyder, at Merkur er næsten to tredjedele tættere på solen under perihelion, end det er ved aphelion, hvilket skaber langt mere dramatiske ændringer i hvor meget varme og solstråling planetens solrige overflade udsættes for i løbet af sin bane.