Περιεχόμενο
- Εκκεντρικότητα: Οι περισσότερες τροχιές δεν είναι στην πραγματικότητα κυκλικές
- Οι ιδιότητες των ελλειψών
- Υπολογισμός εκκεντρικότητας
- Ας βρούμε την απόσταση Perihelion από τον Άρη
Στην αστροφυσική, το περιήλιο είναι το σημείο στην τροχιά ενός αντικειμένου όταν είναι πιο κοντά στον ήλιο. Έρχεται από την ελληνική για κοντά (δαιμόνιο των πέρσω) και τον ήλιο (Helios). Το αντίθετο είναι το αφήλιο, το σημείο στην τροχιά του στο οποίο ένα αντικείμενο είναι πιο απομακρυσμένο από τον ήλιο.
Η έννοια του περιείλιου είναι ίσως πιο γνωστή σε σχέση με κομήτες. Οι τροχιές των κομητών τείνουν να είναι μεγάλες ελλείψεις με τον ήλιο να βρίσκεται σε ένα εστιακό σημείο. Ως αποτέλεσμα, ο μεγαλύτερος χρόνος του κομήτη ξοδεύεται μακριά από τον ήλιο.
Ωστόσο, καθώς οι κομήτες πλησιάζουν το περιήλιο, φτάνουν αρκετά κοντά στον ήλιο που η θερμότητα και η ακτινοβολία τους προκαλούν τον πλησιέστερο κομήτη να βλαστήσει το λαμπερό κώμα και τις μακριές λαμπιρίζουσες ουρές που τους καθιστούν μερικά από τα πιο διάσημα ουράνια αντικείμενα.
Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς το περιείλιο σχετίζεται με την τροχιακή φυσική, συμπεριλαμβανομένου του a περιήλιο τύπος.
Εκκεντρικότητα: Οι περισσότερες τροχιές δεν είναι στην πραγματικότητα κυκλικές
Αν και πολλοί από εμάς φέρουν μια ιδεατή εικόνα του μονοπατιού της Γης γύρω από τον ήλιο ως έναν τέλειο κύκλο, η πραγματικότητα είναι πολύ λίγες (αν υπάρχουν) τροχιές είναι στην πραγματικότητα κυκλικές - και η Γη δεν αποτελεί εξαίρεση. Σχεδόν όλοι τους είναι στην πραγματικότητα ελλείψεις.
Οι αστροφυσικοί περιγράφουν τη διαφορά μεταξύ της υποθετικά τέλειας, της κυκλικής τροχιάς ενός αντικειμένου και της ατελούς ελλειπτικής του τροχιάς ως του εκκεντρικότητα. Η εκκεντρότητα εκφράζεται ως τιμή μεταξύ 0 και 1, μερικές φορές μετατρέπεται σε ποσοστό.
Μια έκκεντρο μηδέν δείχνει μια τέλεια κυκλική τροχιά, με μεγαλύτερες τιμές που δείχνουν ολοένα και πιο ελλειπτικές τροχιές. Για παράδειγμα, η τροχιά γύρω από την τροχιά της Γης έχει εκκεντρότητα περίπου 0,0167, ενώ η εξαιρετικά ελλειπτική τροχιά του κομήτη της Halley έχει εκκεντρότητα 0,967.
Οι ιδιότητες των ελλειψών
Όταν μιλάμε για τροχιακή κίνηση, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ορισμένους από τους όρους που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή των ελλειψών:
Υπολογισμός εκκεντρικότητας
Αν γνωρίζετε το μήκος των κύριων και δευτερευόντων αξόνων ελλειψοειδούς, μπορείτε να υπολογίσετε την εκκεντρότητά του χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
εκκεντρικότητα2 = 1,0 - (ημί-δευτερεύων άξονας)2 / (ημι-κύριος άξονας)2
Τυπικά, τα μήκη στην τροχιακή κίνηση μετριούνται σε όρους αστρονομικών μονάδων (AU). Μια AU ισούται με τη μέση απόσταση από το κέντρο της Γης έως το κέντρο του ήλιου, ή 149,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Οι συγκεκριμένες μονάδες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των αξόνων δεν έχουν σημασία όσο είναι οι ίδιες.
Ας βρούμε την απόσταση Perihelion από τον Άρη
Με όλα αυτά από το δρόμο, ο υπολογισμός των αποστάσεων perihelion και aphelion είναι στην πραγματικότητα αρκετά εύκολη όσο γνωρίζετε το μήκος της τροχιάς κύριο άξονα και είναι εκκεντρικότητα. Χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο:
perihelion = ημι-κύριος άξονας (1 - εκκεντρικότητα)
aphelion = ημι-κύριος άξονας (1 + εκκεντρικότητα)
Ο Άρης έχει ημι-κύριο άξονα 1.524 AU και χαμηλή εκκεντρότητα 0.0934, ως εκ τούτου:
περιήλιοΆρης = 1.524 AU (1 - 0.0934) = 1.382 AU
αφήλιοΆρης = 1.524 AU (1 + 0.0934) = 1.666 AU
Ακόμα και στα πιο ακραία σημεία της τροχιάς του, ο Άρης παραμένει περίπου η ίδια απόσταση από τον ήλιο.
Η Γη, επίσης, έχει πολύ χαμηλή εκκεντρότητα. Αυτό συμβάλλει στη διατήρηση της συσχέτισης του πλανήτη με την ηλιακή ακτινοβολία σχετικά σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους και σημαίνει ότι η εκκεντρότητα της Γης δεν έχει ιδιαίτερα αξιοσημείωτο αντίκτυπο στην καθημερινότητά μας. (Η κλίση της γης στον άξονά της έχει πολύ πιο αισθητή επίδραση στη ζωή μας προκαλώντας την ύπαρξη εποχών).
Τώρα ας υπολογίσουμε τις αποστάσεις του περιθίου και του απολιθίου του υδραργύρου από τον ήλιο. Ο υδράργυρος είναι πολύ πιο κοντά στον ήλιο, με έναν ημι-κύριο άξονα 0.387 AU. Η τροχιά της είναι επίσης πολύ πιο εκκεντρική, με εκκεντρότητα 0,205. Αν συνδέσουμε αυτές τις τιμές στις φόρμουλες μας:
περιήλιοΕρμής = 0,387 AU (1 - 0,206) = 0,307 AU
αφήλιοΕρμής = 0,387 AU (1 + 0,206) = 0,467 AU
Αυτοί οι αριθμοί σημαίνουν ότι ο Ερμής είναι σχεδόν δυο τριτα πιο κοντά στον ήλιο κατά τη διάρκεια του περιθίου, από ό, τι στο αφέλιο, δημιουργώντας πολύ πιο δραματικές αλλαγές σε πόση θερμότητα και ηλιακή ακτινοβολία η ηλιόλουστη επιφάνεια του πλανήτη εκτίθεται στην πορεία της τροχιάς του.