Innehåll
- Excentricitet: De flesta banor är egentligen inte cirkulära
- Ellipses egenskaper
- Beräkning av excentricitet
- Låter hitta Perihelion avstånd från Mars
I astrofysik, perihelium är punkten i ett objekts bana när det är närmast solen. Det kommer från det grekiska för nära (peri) och sol (Helios). Dess motsats är aphelium, den punkt i sin bana där ett objekt är längst från solen.
Begreppet perihelion är förmodligen mest känt i förhållande till kometer. Kometens omlopp tenderar att vara långa ellipser med solen belägen vid en kontaktpunkt. Som ett resultat tillbringas merparten av kometens tid långt borta från solen.
Men när kometer närmar sig perihelion, kommer de tillräckligt nära solen att dess värme och strålning får den kommande kometen att spira det ljusa koma och långa glödande svansar som gör dem till några av de mest berömda himmelsföremålen.
Läs vidare för att lära dig mer om hur perihelion relaterar till omloppsfysik, inklusive a perihelium formel.
Excentricitet: De flesta banor är egentligen inte cirkulära
Även om många av oss bär en idealiserad bild av jordens väg runt solen som en perfekt cirkel, är verkligheten mycket få (om några) banor faktiskt är cirkulära - och jorden är inget undantag. Nästan alla av dem är faktiskt ellipser.
Astrofysiker beskriver skillnaden mellan ett objekts hypotetiskt perfekta, cirkulära bana och dess ofullkomliga, elliptiska bana som dess excentricitet. Excentricitet uttrycks som ett värde mellan 0 och 1, ibland konverterat till en procentandel.
En excentricitet på noll indikerar en perfekt cirkulär bana, med större värden som indikerar alltmer elliptiska banor. Till exempel har jordens inte riktigt cirkulära bana en excentricitet på cirka 0,0167, medan den extremt elliptiska omloppsbana i Halleys komet har en excentricitet på 0,967.
Ellipses egenskaper
När du pratar om rörelsebana är det viktigt att förstå några av termerna som används för att beskriva ellipser:
Beräkning av excentricitet
Om du vet längden på en ellips större och mindre axlar kan du beräkna dess excentricitet med hjälp av följande formel:
excentricitet2 = 1,0 - (semi-minor axel)2 / (halv-huvudaxel)2
Vanligtvis mäts längder i omloppsrörelse i termer av astronomiska enheter (AU). En AU är lika med medelavståndet från jordens centrum till solens centrum, eller 149,6 miljoner kilometer. De specifika enheterna som används för att mäta axlarna spelar ingen roll så länge de är desamma.
Låter hitta Perihelion avstånd från Mars
Med allt detta ur vägen är det faktiskt ganska enkelt att beräkna perihelion och aphelionavstånd så länge du vet längden på en bana huvudaxel och dess excentricitet. Använd följande formel:
perihelion = halv-huvudaxel (1 - excentricitet)
aphelion = halv-huvudaxel (1 + excentricitet)
Mars har en halv-huvudaxel på 1,524 AU och en låg excentricitet av 0,0934, därför:
periheliumMars = 1,524 AU (1 - 0,0934) = 1,382 AU
apheliumMars = 1,524 AU (1 + 0,0934) = 1,666 AU
Även vid de mest extrema punkter i sin bana förblir Mars ungefär samma avstånd från solen.
Jorden har också en mycket låg excentricitet. Detta hjälper till att hålla planetens tillgång till solstrålning relativt konsekvent under hela året och innebär att jordens excentricitet inte har någon särskilt märkbar inverkan på våra dagliga liv. (Jordens lutning på dess axel har en mycket mer märkbar effekt på våra liv genom att orsaka förekomsten av säsonger.)
Låt oss istället beräkna perihelion- och aphelionsavståndet från Merkurius från solen. Kviksølv är mycket närmare solen, med en halv-huvudaxel på 0,387 AU. Dess omloppsbana är också betydligt mer excentrisk, med en excentricitet på 0,205. Om vi ansluter dessa värden till våra formler:
periheliumMercury = 0,387 AU (1 - 0,206) = 0,307 AU
apheliumMercury = 0,387 AU (1 + 0,206) = 0,467 AU
Dessa siffror betyder att Merkurius är nästan två tredjedelar närmare solen under perihelion än det är på aphelion, vilket skapar mycket mer dramatiska förändringar i hur mycket värme och solstrålning planetens soliga yta utsätts för under sin bana.