Astrofysiikassaperihelionon kohteen kiertoradan piste, kun se on lähinnä aurinkoa. Se tulee kreikan kieleltä lähelle (peri) ja aurinko (Helios). Sen vastakohta onaphelion, kiertoradan kohta, jossa esine on kauimpana auringosta.
Perihelion-käsite on luultavasti tunnetuin suhteessakomeettoja. Komeettojen kiertoradat ovat yleensä pitkiä ellipsejä, joiden aurinko sijaitsee yhdessä polttopisteessä. Tämän seurauksena suurin osa komeetan ajasta vietetään kaukana auringosta.
Komeettojen lähestyessä perihelionia ne pääsevät kuitenkin riittävän lähelle aurinkoa, että sen lämpö ja säteily aiheuttavat lähestyy komeetta versoa kirkas kooma ja pitkät hehkuvat hännät, jotka tekevät niistä tunnetuimpia taivaallisia esineitä.
Lue lisää siitä, miten perihelion liittyy kiertoradan fysiikkaan, mukaan lukien aperihelionkaava.
Eksentrisyys: Suurin osa kiertoradoista ei ole oikeastaan pyöreitä
Vaikka monilla meistä onkin idealisoitu kuva maapallon polusta auringon ympäri täydellisenä ympyränä, todellisuus on vain vähän (jos sellaisia) kiertoratoja on pyöreitä - eikä maa ole poikkeus. Lähes kaikki heistä ovat
ellipsit.Astrofyysikot kuvaavat kohteen hypoteettisesti täydellisen, pyöreän kiertoradan ja epätäydellisen, elliptisen kiertoradan välistä eroaeksentrisyys. Epäkeskisyys ilmaistaan arvona välillä 0 ja 1, joskus muunnettuna prosentteina.
Nollan epäkeskisyys osoittaa täydellisen pyöreän kiertoradan, suuremmat arvot osoittavat yhä elliptisempiä kiertoratoja. Esimerkiksi maapallon kiertoradan epäkeskeisyys on noin 0,0167, kun taas Halleyn komeetan äärimmäisen elliptisen kiertoradan epäkeskeisyys on 0,967.
Ellipsien ominaisuudet
Kun puhutaan kiertoradan liikkeestä, on tärkeää ymmärtää joitain ellipsien kuvaamiseen käytettyjä termejä:
- polttopuut: kaksi pistettä ellipsin sisällä, jotka luonnehtivat sen muotoa. Lähempänä toisiaan olevat fokukset tarkoittavat pyöreämpää muotoa, kauempana toisistaan pitkänomaista muotoa. Kun kuvataan aurinkoratoja, yksi fokus on aina aurinko.
- keskusta: jokaisella ellipsillä on yksi keskipiste.
- pääakseli: suora viiva ellipsin pisin leveyden yli, se kulkee sekä polttopisteiden että keskuksen läpi, sen päätepisteet ovat pisteet.
- puoli-pääakseli: puolet pääakselista tai keskipisteen ja yhden kärjen välinen etäisyys.
- kärjet: piste, jossa ellipsi tekee terävimmät käännöksensä, ja kaksi kauimpana olevaa pistettä ellipsissä toisistaan. Kun kuvaillaan aurinkoratoja, nämä vastaavat periheliota ja afelia.
- pienempi akseli: suora viiva ylittää ellipsin lyhimmän leveyden, se kulkee keskuksen läpi. Se päätepisteet ovat yhteispisteitä.
- puoli-ala-akseli:puolet sivuakselista tai lyhyin etäisyys ellipsin keskipisteen ja kaksoispisteen välillä.
Epäkeskisyyden laskeminen
Jos tiedät ellipsin pää- ja sivuakselien pituuden, voit laskea sen epäkeskisyyden seuraavan kaavan avulla:
\ text {epäkeskeisyys} ^ 2 = 1.0- \ frac {\ text {puoli-ala-akseli} ^ 2} {\ teksti {puoli-suuriakseli} ^ 2}
Tyypillisesti kiertoradan liikkeen pituudet mitataan tähtitieteellisissä yksiköissä (AU). Yksi AU on keskimääräinen etäisyys maapallon keskipisteestä auringon keskipisteeseen tai149,6 miljoonaa kilometriä. Akseleiden mittaamiseen käytetyillä yksiköillä ei ole merkitystä, kunhan ne ovat samat.
Löydetään Marsin perihelionietäisyys
Kun kaikki tämä on poissa, perihelioni- ja afelionietäisyyksien laskeminen on todella helppoa, kunhan tiedät kiertoradan pituudenpääakselija se oneksentrisyys. Käytä seuraavaa kaavaa:
\ text {perihelion} = \ text {puoliavainakseli} (1- \ text {epäkeskeisyys}) \\\ text {} \\ \ text {aphelion} = \ text {semi-major axis} (1 + \ text {epäkeskeisyys})
Marsin puoli-pääakseli on 1,524 AU ja matala epäkeskeisyys 0,0934, joten:
\ 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 \ teksti {AU}
Jopa kiertoradansa äärimmäisimmissä kohdissa Mars pysyy suunnilleen samalla etäisyydellä auringosta.
Maapallolla on samoin hyvin alhainen epäkeskeisyys. Tämä auttaa pitämään planeetan aurinkosäteilyn suhteellisen tasaisena koko vuoden ajan ja tarkoittaa, että maapallon epäkeskisyydellä ei ole erittäin huomattavaa vaikutusta päivittäiseen toimintaan elää. (Maan kallistuksella akselillaan on paljon huomattavampi vaikutus elämäämme aiheuttamalla vuodenaikojen olemassaolo.)
Laske nyt sen sijaan Elohopean perihelioni- ja afelionietäisyydet auringosta. Elohopea on paljon lähempänä aurinkoa, ja sen puoli-pääakseli on 0,387 AU. Sen kiertorata on myös huomattavasti epäkeskisempi, eksentrisyyden ollessa 0,205. Jos liitämme nämä arvot kaavoihimme:
\ 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 \ teksti {AU}
Nämä luvut tarkoittavat, että elohopea on melkeinkaksi kolmasosaalähempänä aurinkoa perihelionin aikana kuin afeelissä, mikä luo paljon dramaattisempia muutoksia miten paljon lämpöä ja aurinkosäteilyä maapallon aurinkoiselle pinnalle altistuu sen aikana kiertoradalla.