Содержание
- Эксцентриситет: большинство орбит на самом деле не круглые
- Свойства эллипсов
- Расчет эксцентриситета
- Позволяет найти перигелий Расстояние от Марса
В астрофизике перигелий это точка на орбите объекта, когда он находится ближе всего к солнцу. Родом из греческого для ближнего (пери) и солнце (Helios). Его противоположность афелийточка на его орбите, в которой объект находится дальше всего от солнца.
Концепция перигелия, вероятно, наиболее известна в отношении кометы, Орбиты комет имеют тенденцию быть длинными эллипсами с солнцем, расположенным в одной точке фокуса. В результате большая часть времени кометы проводится вдали от солнца.
Однако, когда кометы приближаются к перигелию, они приближаются достаточно близко к солнцу, что его тепло и излучение заставляют приближающуюся комету прорастать яркую кому и длинные светящиеся хвосты, которые делают их одними из самых известных небесных объектов.
Читайте дальше, чтобы узнать больше о том, как перигелий связан с физикой орбит, включая перигелий формула.
Эксцентриситет: большинство орбит на самом деле не круглые
Хотя многие из нас несут идеализированное изображение пути Земли вокруг Солнца в виде идеального круга, в действительности очень мало (если таковые имеются) орбит на самом деле круговые - и Земля не является исключением. Почти все они на самом деле эллипсы.
Астрофизики описывают разницу между гипотетически совершенной круговой орбитой объекта и его несовершенной эллиптической орбитой как эксцентричность, Эксцентриситет выражается в виде значения от 0 до 1, иногда преобразуется в процент.
Эксцентриситет, равный нулю, указывает на идеально круговую орбиту, а большие значения указывают на все более эллиптические орбиты. Например, не совсем круглая орбита Земли имеет эксцентриситет около 0,0167, в то время как чрезвычайно эллиптическая орбита кометы Галлея имеет эксцентриситет 0,967.
Свойства эллипсов
Говоря об орбитальном движении, важно понимать некоторые термины, используемые для описания эллипсов:
Расчет эксцентриситета
Если вы знаете длину большой и малой осей эллипса, вы можете рассчитать его эксцентриситет по следующей формуле:
эксцентричность2 = 1,0 - (полуосновная ось)2 / (Большая полуось)2
Как правило, длины в орбитальном движении измеряются в астрономических единицах (AU). Один AU равен среднему расстоянию от центра Земли до центра Солнца, или 149,6 миллиона километров, Конкретные единицы измерения, используемые для измерения осей, не имеют значения, если они одинаковы.
Позволяет найти перигелий Расстояние от Марса
Учитывая все это, расчет расстояний перигелия и афелия на самом деле довольно прост, если вы знаете длину орбиты. большая ось и это эксцентричность, Используйте следующую формулу:
перигелий = большая полуось (1 - эксцентриситет)
афелий = большая полуось (1 + эксцентриситет)
Марс имеет большую полуось 1,524 а.е. и низкий эксцентриситет 0,0934, поэтому:
перигелийМарс = 1,524 AU (1 - 0,0934) = 1,382 AU
афелийМарс = 1,524 AU (1 + 0,0934) = 1,666 AU
Даже в самых крайних точках на своей орбите Марс остается примерно на том же расстоянии от Солнца.
Земля также имеет очень низкий эксцентриситет. Это помогает поддерживать постоянное поступление солнечной радиации на планету в течение года и означает, что эксцентриситет Земли не оказывает чрезвычайно заметного влияния на нашу повседневную жизнь. (Наклон земли вокруг своей оси оказывает гораздо более заметное влияние на нашу жизнь, вызывая существование времен года.)
Теперь давайте вместо этого посчитаем расстояния перигелия и афелия от Меркурия от Солнца. Меркурий намного ближе к Солнцу, с большой полуосью 0,387 а.е. Его орбита также значительно более эксцентрична, с эксцентриситетом 0,205. Если мы включим эти значения в наши формулы:
перигелийМеркурий = 0,387 AU (1 - 0,206) = 0,307 AU
афелийМеркурий = 0,387 AU (1 + 0,206) = 0,467 AU
Эти цифры означают, что Меркурий почти две трети ближе к солнцу во время перигелия, чем к афелию, создавая гораздо более драматические изменения в том, сколько тепла и солнечной радиации подвергается солнечной поверхности планеты в течение ее орбиты.