In astrofisica, ilperielioè il punto nell'orbita di un oggetto quando è più vicino al sole. Viene dal greco per vicino (peri) e sole (Helios). Il suo opposto è ilafelio, il punto della sua orbita in cui un oggetto è più lontano dal sole.
Il concetto di perielio è probabilmente più familiare in relazione acomete. Le orbite delle comete tendono ad essere lunghe ellissi con il sole situato in un punto focale. Di conseguenza, la maggior parte del tempo della cometa viene trascorso lontano dal sole.
Tuttavia, quando le comete si avvicinano al perielio, si avvicinano abbastanza al sole che il suo calore e la sua radiazione causano il si avvicina alla cometa per far germogliare il coma luminoso e le lunghe code incandescenti che li rendono alcuni dei più famosi celesti oggetti.
Continua a leggere per saperne di più su come il perielio si relaziona alla fisica orbitale, incluso aperielioformula.
Eccentricità: la maggior parte delle orbite non sono effettivamente circolari
Sebbene molti di noi portino un'immagine idealizzata del percorso della Terra attorno al sole come un cerchio perfetto, la realtà è che pochissime (se ce ne sono) orbite sono in realtà circolari - e la Terra non fa eccezione. Quasi tutti lo sono davvero
Gli astrofisici descrivono la differenza tra l'orbita circolare ipoteticamente perfetta di un oggetto e la sua orbita ellittica imperfetta come il suoeccentricità. L'eccentricità è espressa come un valore compreso tra 0 e 1, talvolta convertito in percentuale.
Un'eccentricità pari a zero indica un'orbita perfettamente circolare, con valori maggiori che indicano orbite sempre più ellittiche. Ad esempio, l'orbita non proprio circolare della Terra ha un'eccentricità di circa 0,0167, mentre l'orbita estremamente ellittica della cometa di Halley ha un'eccentricità di 0,967.
Le proprietà delle ellissi
Quando si parla di moto orbitale, è importante comprendere alcuni dei termini usati per descrivere le ellissi:
- focolai: due punti interni all'ellisse che ne caratterizzano la forma. I fuochi più vicini indicano una forma più circolare, più distanti significano una forma più oblunga. Quando si descrivono le orbite solari, uno dei fuochi sarà sempre il sole.
- centro: ogni ellisse ha un punto centrale.
- asse maggiore: una linea retta che attraversa la larghezza massima dell'ellisse, passa sia per i fuochi che per il centro, i suoi estremi sono i vertici.
- semiasse maggiore: metà dell'asse maggiore, ovvero la distanza tra il centro e un vertice.
- vertici: il punto in cui un'ellisse compie i suoi giri più bruschi ei due punti più lontani l'uno dall'altro nell'ellisse. Quando si descrivono le orbite solari, queste corrispondono al perielio e all'afelio.
- asse minore: una linea retta attraversa la larghezza minima dell'ellisse, passa per il centro. Gli endpoint sono i co-vertici.
- semiasse minore:metà dell'asse minore, o la distanza più breve tra il centro e un co-vertice dell'ellisse.
Calcolo dell'eccentricità
Se conosci la lunghezza degli assi maggiore e minore di un'ellisse, puoi calcolarne l'eccentricità utilizzando la seguente formula:
\text{eccentricità}^2 = 1.0-\frac{\text{semi-asse minore}^2}{\text{semi-asse maggiore}^2}
Tipicamente, le lunghezze del movimento orbitale sono misurate in termini di unità astronomiche (AU). Un AU è uguale alla distanza media dal centro della Terra al centro del sole, o149,6 milioni di chilometri. Le unità specifiche utilizzate per misurare gli assi non contano finché sono le stesse.
Troviamo la distanza del perielio di Marte
Con tutto ciò fuori mano, calcolare le distanze del perielio e dell'afelio è in realtà abbastanza facile purché si conosca la lunghezza di un'orbitaasse maggioree la suaeccentricità. Usa la seguente formula:
\text{perielio} = \text{semi-asse maggiore}(1-\text{eccentricità})\\\text{ }\\ \text{afelio} =\text{semi-asse maggiore}(1 + \text {eccentricità})
Marte ha un semiasse maggiore di 1,524 AU e una bassa eccentricità di 0,0934, quindi:
\text{perielio}_{Marte} = 1.524\text{ AU}(1-0.0934)=1,382\text{ AU}\\\text{ }\\ \text{afelio}_{Marte} =1.524\text{ AU}(1 + 0,0934)=1,666\testo{AU}
Anche nei punti più estremi della sua orbita, Marte rimane all'incirca alla stessa distanza dal sole.
La Terra, allo stesso modo, ha un'eccentricità molto bassa. Ciò aiuta a mantenere la fornitura di radiazione solare del pianeta relativamente costante durante tutto l'anno e significa che l'eccentricità della Terra non ha un impatto estremamente evidente sul nostro quotidiano vite. (L'inclinazione della terra sul suo asse ha un effetto molto più evidente sulle nostre vite causando l'esistenza delle stagioni.)
Ora calcoliamo invece le distanze del perielio e dell'afelio di Mercurio dal sole. Mercurio è molto più vicino al sole, con un semiasse maggiore di 0,387 UA. La sua orbita è anche notevolmente più eccentrica, con un'eccentricità di 0,205. Se inseriamo questi valori nelle nostre formule:
\text{perielio}_{Mercurio} = 0,387\testo{ AU}(1-0,206)=0,307\testo{AU}\\\testo{ }\\ \text{afelio}_{Mercurio} =0,387\testo{ AU}(1 + 0.206)=0.467\testo{ AU}
Quei numeri significano che Mercurio è quasidue terzipiù vicino al sole durante il perielio che all'afelio, creando cambiamenti molto più drammatici nel modo in cui molto calore e radiazione solare a cui è esposta la superficie verso il sole del pianeta nel corso della sua orbita.