Πώς να υπολογίσετε το Περιήλιο

Στην αστροφυσική, τοπεριήλιοείναι το σημείο στην τροχιά ενός αντικειμένου όταν είναι πιο κοντά στον ήλιο. Προέρχεται από τα ελληνικά για κοντά (δαιμόνιο των πέρσω) και τον ήλιο (Ήλιος). Το αντίθετό του είναι τοαφήλιο, το σημείο στην τροχιά του στο οποίο ένα αντικείμενο βρίσκεται πιο μακριά από τον ήλιο.

Η έννοια του περιηλίου είναι πιθανώς πιο οικεία σε σχέση μεκομήτες. Οι τροχιές των κομητών τείνουν να είναι μεγάλες ελλείψεις με τον ήλιο να βρίσκεται σε ένα σημείο εστίασης. Ως αποτέλεσμα, ο περισσότερος χρόνος του κομήτη περνά πολύ μακριά από τον ήλιο.

Ωστόσο, καθώς οι κομήτες πλησιάζουν το περιήλιο, πλησιάζουν τον ήλιο που προκαλεί τη θερμότητα και την ακτινοβολία του πλησιάζοντας τον κομήτη για να βλαστήσω το φωτεινό κώμα και τις μεγάλες λαμπερές ουρές που τις καθιστούν μερικές από τις πιο διάσημες ουράνιες αντικείμενα.

Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς το περιήλιο σχετίζεται με την τροχιακή φυσική, συμπεριλαμβανομένου του απεριήλιοτύπος.

Εκκεντρικότητα: Οι περισσότερες τροχιές δεν είναι στην πραγματικότητα κυκλικές

Παρόλο που πολλοί από εμάς φέρουν μια εξιδανικευμένη εικόνα του μονοπατιού της Γης γύρω από τον ήλιο ως τέλειο κύκλο, η πραγματικότητα είναι πολύ λίγες (εάν υπάρχουν) οι τροχιές είναι στην πραγματικότητα κυκλικές - και η Γη δεν αποτελεί εξαίρεση. Σχεδόν όλα είναι πραγματικάελλείψεις​.
Οι αστροφυσικοί περιγράφουν τη διαφορά μεταξύ της υποθετικά τέλειας, κυκλικής τροχιάς ενός αντικειμένου και της ατελούς ελλειπτικής τροχιάς του ωςεκκεντρικότητα. Η εκκεντρότητα εκφράζεται ως τιμή μεταξύ 0 και 1, μερικές φορές μετατρέπεται σε ποσοστό.

Η εκκεντρότητα του μηδενός δείχνει μια τέλεια κυκλική τροχιά, με μεγαλύτερες τιμές που δείχνουν όλο και περισσότερο ελλειπτικές τροχιές. Για παράδειγμα, η μη κυκλική τροχιά της Γης έχει εκκεντρότητα περίπου 0,0167, ενώ η εξαιρετικά ελλειπτική τροχιά του κομήτη του Halley έχει εκκεντρότητα 0,967.

Οι ιδιότητες της έλλειψης

Όταν μιλάμε για τροχιακή κίνηση, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε μερικούς από τους όρους που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή ελλείψεων:

  • εστίες: δύο σημεία μέσα στην έλλειψη που χαρακτηρίζουν το σχήμα της. Οι εστίες που είναι πιο κοντά σημαίνουν ένα πιο κυκλικό σχήμα, πιο μακρινά, σημαίνει ένα πιο επιμήκη σχήμα. Όταν περιγράφουμε ηλιακές τροχιές, μία από τις εστίες θα είναι πάντα ο ήλιος.
  • κέντρο: κάθε έλλειψη έχει ένα κεντρικό σημείο.
  • κύριος άξονας: μια ευθεία γραμμή στο μακρύτερο πλάτος της έλλειψης, διέρχεται τόσο από τις εστίες όσο και από το κέντρο, τα τελικά σημεία της είναι οι κορυφές.
  • ημι-μείζων άξονας: το μισό του κύριου άξονα ή η απόσταση μεταξύ του κέντρου και μιας κορυφής.
  • κορυφές: το σημείο στο οποίο μια έλλειψη κάνει τις πιο απότομες στροφές της και τα δύο πιο απομακρυσμένα σημεία μεταξύ τους στην έλλειψη. Κατά την περιγραφή των ηλιακών τροχιών, αυτές αντιστοιχούν στο περιήλιο και στο αφέλιο.
  • δευτερεύων άξονας: μια ευθεία γραμμή διασχίζει το μικρότερο πλάτος της έλλειψης, διέρχεται από το κέντρο. Τα τελικά σημεία είναι οι συν-κορυφές.
  • ημι-δευτερεύων άξονας:το ήμισυ του δευτερεύοντος άξονα, ή τη μικρότερη απόσταση μεταξύ του κέντρου και μιας συν-κορυφής της έλλειψης.

Υπολογισμός Εκκεντρικότητας

Εάν γνωρίζετε το μήκος των μεγάλων και δευτερευόντων αξόνων μιας έλλειψης, μπορείτε να υπολογίσετε την εκκεντρότητά του χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

\ text {eccentricity} ^ 2 = 1.0- \ frac {\ text {semi-minor axis} ^ 2} {\ text {semi-major axis} ^ 2}


Συνήθως, τα μήκη της τροχιακής κίνησης μετρώνται σε όρους αστρονομικών μονάδων (AU). Ένα AU είναι ίσο με τη μέση απόσταση από το κέντρο της Γης έως το κέντρο του ήλιου, ή149,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Οι συγκεκριμένες μονάδες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των αξόνων δεν έχουν σημασία όσο είναι οι ίδιες.

Ας βρούμε το Περίχλιο Απόσταση του Άρη

Με όλα αυτά εκτός δρόμου, ο υπολογισμός των αποστάσεων περιχελίου και αφελίου είναι στην πραγματικότητα αρκετά εύκολος αρκεί να γνωρίζετε το μήκος μιας τροχιάςκύριος άξοναςκαι είναιεκκεντρικότητα. Χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο:

\ text {perihelion} = \ text {semi-major axis} (1- \ text {eccentricity}) \\ text {} \\ \ text {aphelion} = \ text {ημι-μεγάλος άξονας} (1 + \ κείμενο {εκκεντρικότητα})

Ο Άρης έχει έναν ημι-μεγάλο άξονα 1,524 AU και χαμηλό εκκεντρικότητα 0,0934, επομένως:

\ text {perihelion} _ {Mars} = 1.524 \ text {AU} (1-0.0934) = 1.382 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Mars} = 1.524 \ κείμενο { AU} (1 + 0,0934) = 1,666 \ κείμενο {AU}

Ακόμα και στα πιο ακραία σημεία της τροχιάς του, ο Άρης παραμένει περίπου στην ίδια απόσταση από τον ήλιο.

Η Γη, επίσης, έχει πολύ χαμηλή εκκεντρότητα. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της παροχής ηλιακής ακτινοβολίας στον πλανήτη σχετικά συνεπή καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους και σημαίνει ότι η εκκεντρότητα της Γης δεν έχει εξαιρετικά αισθητή επίδραση στην καθημερινή μας ζω. (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 περιήλιου και του αφελίου του Ερμή από τον ήλιο. Ο υδράργυρος είναι πολύ πιο κοντά στον ήλιο, με έναν ημι-μείζονα άξονα 0,387 AU. Η τροχιά του είναι επίσης πολύ πιο εκκεντρική, με εκκεντρότητα 0,205. Εάν συνδέσουμε αυτές τις τιμές στους τύπους μας:

\ text {perihelion} _ {Mercury} = 0.387 \ text {AU} (1-0.206) = 0.307 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Mercury} = 0.387 \ κείμενο { AU} (1 + 0,206) = 0,467 \ κείμενο {AU}

Αυτοί οι αριθμοί σημαίνουν ότι ο Ερμής είναι σχεδόνδυο τριταπιο κοντά στον ήλιο κατά το περιήλιο από ό, τι στο Αφίλιο, δημιουργώντας πολύ πιο δραματικές αλλαγές στον τρόπο μεγάλη θερμότητα και ηλιακή ακτινοβολία στην ηλιακή επιφάνεια του πλανήτη εκτίθεται κατά τη διάρκεια της τροχιά.

  • Μερίδιο
instagram viewer