I astrofysikk, erperihelioner poenget i en objekts bane når den er nærmest solen. Den kommer fra gresk for nær (peri) og sol (Helios). Dens motsatte eraphelion, punktet i sin bane hvor et objekt er lengst fra solen.
Konseptet perihelion er trolig mest kjent i forhold tilkometer. Banene til kometer har en tendens til å være lange ellipser med solen plassert på et fokuspunkt. Som et resultat blir mesteparten av kometenes tid brukt langt borte fra solen.
Imidlertid, når kometer nærmer seg periheliet, kommer de nær nok til solen at dens varme og stråling forårsaker nærmer seg kometen for å spire den lyse komaen og lange glødende haler som gjør dem til noen av de mest berømte himmelske gjenstander.
Les videre for å lære mer om hvordan perihelium forholder seg til banefysikk, inkludert aperihelionformel.
Eksentrisitet: De fleste baner er faktisk ikke sirkulære
Selv om mange av oss har et idealisert bilde av jordens vei rundt solen som en perfekt sirkel, er virkeligheten svært få (hvis noen) baner er faktisk sirkulære - og jorden er ikke noe unntak. Nesten alle av dem er faktisk
ellipser.Astrofysikere beskriver forskjellen mellom et objekts hypotetisk perfekte, sirkulære bane og dens ufullkomne, elliptiske bane som denseksentrisitet. Eksentrisitet uttrykkes som en verdi mellom 0 og 1, noen ganger omregnet til en prosentandel.
En eksentrisitet på null indikerer en perfekt sirkulær bane, med større verdier som indikerer stadig elliptiske baner. For eksempel har jordens ikke-helt sirkulære bane en eksentrisitet på omtrent 0,0167, mens den ekstremt elliptiske banen til Halleys komet har en eksentrisitet på 0,967.
Egenskapene til ellipsene
Når du snakker om orbital bevegelse, er det viktig å forstå noen av begrepene som brukes til å beskrive ellipser:
- foci: to punkter inne i ellipsen som karakteriserer formen. Fokus som er nærmere hverandre betyr en mer sirkulær form, lenger fra hverandre betyr en mer avlang form. Når du beskriver solbaner, vil en av fokusene alltid være solen.
- senter: hver ellips har ett midtpunkt.
- hovedakse: en rett linje over ellipsens lengste bredde, den går gjennom både foci og sentrum, dens endepunkter er toppunktene.
- semi-hovedakse: halvparten av hovedaksen, eller avstanden mellom sentrum og en av toppunktene.
- hjørner: punktet der en ellips gjør de skarpeste svingene og de to lengste punktene fra hverandre i ellipsen. Når man beskriver solbaner, tilsvarer disse periheliet og aphelionet.
- mindre akse: en rett linje krysser den korteste bredden på ellipsen, den går gjennom sentrum. Endepunktene er co-toppunktene.
- semi-mindre akse:halvparten av mindre akse, eller den korteste avstanden mellom sentrum og et co-toppunkt på ellipsen.
Beregning av eksentrisitet
Hvis du vet lengden på en ellipse store og mindre akser, kan du beregne eksentrisiteten ved hjelp av følgende formel:
\ text {eksentrisitet} ^ 2 = 1.0- \ frac {\ tekst {semi-mindre akse} ^ 2} {\ tekst {semi-hovedakse} ^ 2}
Vanligvis måles lengder i orbitale bevegelser i form av astronomiske enheter (AU). En AU er lik den gjennomsnittlige avstanden fra sentrum av jorden til sentrum av solen, eller149,6 millioner kilometer. De spesifikke enhetene som brukes til å måle aksene spiller ingen rolle så lenge de er de samme.
La oss finne Perihelion-avstanden til Mars
Med alt det ute av veien, er det faktisk ganske enkelt å beregne perihelium- og aphelion-avstander så lenge du vet lengden på en banehovedakseog detseksentrisitet. Bruk følgende formel:
\ text {perihelion} = \ text {semi-hovedakse} (1- \ text {eksentrisitet}) \\\ tekst {} \\ \ text {aphelion} = \ tekst {semi-hovedakse} (1 + \ tekst {eksentrisitet})
Mars har en semi-hovedakse på 1,524 AU og en lav eksentrisitet 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 punktene i sin bane, forblir Mars omtrent samme avstand fra solen.
Jorden har også en veldig lav eksentrisitet. Dette bidrar til å holde planetens tilførsel av solstråling relativt konsistent gjennom hele året og betyr at Jordens eksentrisitet ikke har en særlig merkbar innvirkning på vår daglige bor. (Jordens helling på aksen har en mye mer merkbar effekt på livene våre ved å forårsake årstider.)
La oss nå beregne perihelium- og aphelion-avstandene til kvikksølv fra solen i stedet. Kvikksølv er mye nærmere solen, med en semi-hovedakse på 0,387 AU. Banen er også betydelig mer eksentrisk, med en eksentrisitet på 0,205. Hvis vi kobler disse verdiene til formlene:
\ 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 tallene betyr at kvikksølv er nestento tredjedelernærmere solen under perihel enn det er ved aphelion, og skaper mye mer dramatiske endringer i hvordan mye varme og solstråling solens overflate på planeten blir utsatt for i løpet av dens bane.
