Sisältö
- Epäkeskeisyys: Useimmat kiertoradat eivät ole oikeastaan pyöreitä
- Ellipsien ominaisuudet
- Epäkeskeisyyden laskeminen
- Lets löytää Marsin etäisyys etäisyydeltä
Astrofysiikassa perihelion on piste kohteen kiertoradalla, kun se on lähinnä aurinkoa. Se on peräisin kreikasta lähes (peri) ja aurinko (Helios). Sen vastakohta on aphelion, sen kiertoradan piste, jossa esine on kauimpana auringosta.
Perihelion-käsite tunnetaan todennäköisimmin suhteessa komeettoja. Komeetojen kiertoradat ovat yleensä pitkiä ellipsejä, joissa aurinko sijaitsee yhdessä polttopisteessä. Seurauksena on, että suurin osa komeetan ajasta vietetään kaukana auringosta.
Kun komeetat lähestyvät perihelionia, he pääsevät kuitenkin riittävän lähelle aurinkoa, että sen lämpö ja säteily aiheuttavat lähestyvälle komeetalle itävän kirkkaan kooman ja pitkät hehkuvat hännät, jotka tekevät heistä joitain kuuluisimmista taivaallisista esineistä.
Lue lisätietoja siitä, kuinka perihelion liittyy kiertoradan fysiikkaan, mukaan lukien a perihelion kaava.
Epäkeskeisyys: Useimmat kiertoradat eivät ole oikeastaan pyöreitä
Vaikka monilla meistä on ihanteellinen kuva maapallon polusta auringon ympäri täydellisenä ympyränä, todellisuus on hyvin harvoilla (jos sellaisia on) kiertoradalla on todella pyöreä - ja Maa ei ole poikkeus. Lähes kaikki heistä ovat oikeasti ellipsejä.
Astrofysiikot kuvaavat esineen hypoteettisen täydellisen, pyöreän kiertoradan ja sen epätäydellisen, elliptisen kiertoradan eroa eksentrisyys. Epäkeskeisyys ilmaistaan arvona välillä 0–1, joskus muunnettuna prosenttiosuudeksi.
Epäkeskeisyys nolla osoittaa täydellisen pyöreän kiertoradan, suuremmat arvot osoittavat yhä elliptisiä kiertoratoja. Esimerkiksi maapallon epämääräisesti pyöreän kiertoradan eksentrisyys on noin 0,0167, kun taas Halleyn komeetan erittäin elliptisen kiertoradan eksentrisyys on 0,967.
Ellipsien ominaisuudet
Kun puhutaan kiertoradan liikkeistä, on tärkeää ymmärtää joitain termejä, joita kuvataan ellipsien kuvaamiseksi:
Epäkeskeisyyden laskeminen
Jos tiedät ellipsin pää- ja sivuakselien pituuden, voit laskea sen epäkeskisyyden seuraavan kaavan avulla:
eksentrisyys2 = 1,0 - (puoliala-akseli)2 / (puoli-suuri akseli)2
Kiertoradan liikkeen pituudet mitataan tyypillisesti tähtitieteellisinä yksikköinä (AU). Yksi AU on yhtä suuri kuin keskimääräinen etäisyys maan keskipisteestä auringon keskipisteeseen tai 149,6 miljoonaa kilometriä. Akselien mittaamiseen käytetyillä yksiköillä ei ole merkitystä, kunhan ne ovat samat.
Lets löytää Marsin etäisyys etäisyydeltä
Kaiken tämän suhteen perihelion- ja aphelion-etäisyyksien laskeminen on oikeastaan melko helppoa, kun tiedät kiertoradan pituuden. pääakseli ja se on eksentrisyys. Käytä seuraavaa kaavaa:
perihelion = puoli-pääakseli (1 - epäkeskeisyys)
aphelion = puoli-pääakseli (1 + epäkeskeisyys)
Marsin puoliväri-akselilla on 1,524 AU ja alhaisella epäkeskeisyydellä (0,0934), siksi:
perihelionMars = 1,524 AU (1 - 0,0934) = 1,382 AU
aphelionMars = 1,524 AU (1 + 0,0934) = 1,666 AU
Jopa radan äärimmäisissä kohdissa Mars pysyy suunnilleen samalla etäisyydellä auringosta.
Samoin maapallolla on erittäin alhainen epäkeskisyys. Tämä auttaa pitämään maapallon auringonsäteilyn tarjonnan suhteellisen tasaisena koko vuoden ajan ja tarkoittaa, että Maan epäkeskeisyydellä ei ole erityisen huomattavaa vaikutusta päivittäiseen elämäämme. (Maan kallistuksella akselillaan on huomattavasti huomattavampi vaikutus elämäämme aiheuttamalla vuodenaikojen olemassaolon.)
Lasketaan nyt sen sijaan elohopean perihelion- ja afelionetäisyydet auringosta. Elohopea on paljon lähempänä aurinkoa, ja puoli-pääakseli on 0,387 AU. Sen kiertorata on myös huomattavasti epäkeskeisempi, sillä epäkesko on 0,205. Jos yhdistämme nämä arvot kaavoihimme:
perihelionelohopea = 0,387 AU (1 - 0,206) = 0,307 AU
aphelionelohopea = 0,387 AU (1 + 0,206) = 0,467 AU
Nämä luvut tarkoittavat, että elohopea on melkein kaksi kolmasosaa lähemmäksi aurinkoa perihelion aikana kuin se on athelionilla, aiheuttaen huomattavasti dramaattisempia muutoksia siinä määrin, kuinka paljon lämpöä ja aurinko säteilyä planeetan aurinkoinen pinta altistuu kiertoradallaan.