I astrofysik er denperihelioner det punkt i et objekts bane, når det er tættest på solen. Det kommer fra græsk for nær (peri) og sol (Helios). Dens modsatte eraphelion, det punkt i sin bane, hvor et objekt er længst væk fra solen.
Begrebet perihelion er sandsynligvis mest kendt i forhold tilkometer. Kometernes kredsløb har tendens til at være lange ellipser, hvor solen ligger på et knudepunkt. Som et resultat tilbringes det meste af kometens tid langt væk fra solen.
Men når kometer nærmer sig periheliet, kommer de tæt nok på solen, at dens varme og stråling forårsager nærmer sig komet for at spire den lyse koma og lange glødende haler, der gør dem til nogle af de mest berømte himmelske genstande.
Læs videre for at lære mere om, hvordan perihelium relaterer til kredsløbsfysik, herunder aperihelionformel.
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) baner er faktisk cirkulære - og Jorden er ingen undtagelse. Næsten alle af dem er faktisk
ellipser.Astrofysikere beskriver forskellen mellem et objekts hypotetisk perfekte, cirkulære bane og dets ufuldkomne, elliptiske bane som densexcentricitet. Excentricitet udtrykkes som en værdi mellem 0 og 1, undertiden konverteret til en procentdel.
En excentricitet på nul angiver en perfekt cirkulær bane, med større værdier, der indikerer i stigende grad elliptiske baner. For eksempel har Jordens ikke helt cirkulære bane en excentricitet på ca. 0,0167, mens den ekstremt elliptiske bane af Halleys komet har en excentricitet på 0,967.
Ellipsernes egenskaber
Når vi taler om orbital bevægelse, er det vigtigt at forstå nogle af de udtryk, der bruges til at beskrive ellipser:
- foci: to punkter inde i ellipsen, der karakteriserer dens form. Foci, der er tættere på hinanden, betyder en mere cirkulær form, længere fra hinanden betyder en mere aflang form. Når man beskriver solkredsløb, vil en af fokuserne altid være solen.
- centrum: hver ellipse har et midtpunkt.
- hovedakse: en lige linje over ellipsens længste bredde, den passerer gennem både foci og centrum, dens endepunkter er hjørnerne.
- semi-hovedakse: halvdelen af hovedaksen eller afstanden mellem centrum og en hjørne.
- hjørner: det punkt, hvor en ellipse gør sine skarpeste vendinger og de to længste punkter fra hinanden i ellipsen. Når man beskriver solkredsløb, svarer disse til periheliet og aphelionet.
- mindre akse: en lige linje krydser ellipsens korteste bredde, den passerer gennem midten. Det slutpunkter er co-hjørner.
- semi-mindre akse:halvdelen af den mindre akse eller den korteste afstand mellem centrum og en co-toppunkt af ellipsen.
Beregning af excentricitet
Hvis du kender længden af en ellips store og mindre akser, kan du beregne dens excentricitet ved hjælp af følgende formel:
\ text {excentricity} ^ 2 = 1.0- \ frac {\ text {semi-minor axis} ^ 2} {\ text {semi-major axis} ^ 2}
Typisk måles længder i orbitale bevægelser i form af astronomiske enheder (AU). En AU er lig med den gennemsnitlige afstand fra centrum af jorden til centrum af solen, eller149,6 millioner kilometer. De specifikke enheder, der bruges til at måle akserne, betyder ikke noget, så længe de er de samme.
Lad os finde Perihelions afstand af Mars
Med alt det ude af vejen er beregning af perihelium- og aphelion-afstande faktisk ret let, så længe du kender længden af en banehovedakseogdet erexcentricitet. Brug følgende formel:
\ text {perihelion} = \ text {semi-major akse} (1- \ text {excentricity}) \\\ tekst {} \\ \ text {aphelion} = \ text {semi-major akse} (1 + \ text {excentricitet})
Mars har en halv-hovedakse på 1.524 AU og en lav excentricitet på 0.0934, derfor:
\ text {perihelion} _ {Mars} = 1.524 \ text {AU} (1-0.0934) = 1.382 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Mars} = 1.524 \ text { AU} (1 + 0,0934) = 1,666 \ tekst {AU}
Selv på de mest ekstreme punkter i sin bane forbliver Mars omtrent den samme afstand fra solen.
Jorden har ligeledes en meget lav excentricitet. Dette hjælper med at holde planetens forsyning af solstråling relativt konsistent gennem året og betyder, at Jordens excentricitet ikke har en særdeles mærkbar indflydelse på vores daglige lever. (Jordens hældning på sin akse har en meget mere mærkbar effekt på vores liv ved at forårsage eksistensen af årstider.)
Lad os nu beregne perihelionen og aphelion-afstanden for Kviksølv fra solen i stedet. Kviksølv er meget tættere på solen med en semi-hovedakse på 0,387 AU. Dens bane er også betydeligt mere excentrisk med en excentricitet på 0,205. Hvis vi tilslutter disse værdier til vores formler:
\ text {perihelion} _ {Mercury} = 0.387 \ text {AU} (1-0.206) = 0.307 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Mercury} = 0.387 \ text { AU} (1 + 0,206) = 0,467 \ tekst {AU}
Disse tal betyder, at Merkur næsten erto tredjedeletættere på solen under periheliet, end det er ved aphelion, hvilket skaber meget mere dramatiske ændringer i hvordan meget varme og solstråling, som den solrige overflade på planeten udsættes for i løbet af dens kredsløb.
