În astrofizică,periheliueste punctul din orbita unui obiect când este cel mai aproape de soare. Provine din greacă pentru aproape (peri) și soare (Helios). Opusul său esteafeliu, punctul din orbita sa în care un obiect este cel mai îndepărtat de soare.
Conceptul de periheliu este probabil cel mai familiar în legătură cucomete. Orbitele cometelor tind să fie elipse lungi, cu soarele situat la un punct focal. Drept urmare, cea mai mare parte a timpului cometei este petrecut departe de soare.
Cu toate acestea, pe măsură ce cometele se apropie de periheliu, ele se apropie suficient de mult de soare încât încălzirea și radiația acesteia provoacă apropiindu-se de cometa pentru a încolți coma strălucitoare și cozile lungi strălucitoare care îi fac unii dintre cei mai faimoși ceriști obiecte.
Citiți mai departe pentru a afla mai multe despre legătura dintre periheliu și fizica orbitală, inclusiv aperiheliuformulă.
Excentricitate: majoritatea orbitelor nu sunt de fapt circulare
Deși mulți dintre noi purtăm o imagine idealizată a căii Pământului în jurul soarelui ca un cerc perfect, realitatea este foarte puțină (dacă există) orbite sunt de fapt circulare - și Pământul nu face excepție. Aproape toți sunt de fapt
elipsele.Astrofizicienii descriu diferența dintre orbita circulară ipotetică perfectă a unui obiect și orbita sa imperfectă, eliptică, ca fiindexcentricitate. Excentricitatea este exprimată ca o valoare între 0 și 1, uneori convertită într-un procent.
O excentricitate de zero indică o orbită perfect circulară, cu valori mai mari care indică orbite din ce în ce mai eliptice. De exemplu, orbita nu prea circulară a Pământului are o excentricitate de aproximativ 0,0167, în timp ce orbita extrem de eliptică a cometei Halley are o excentricitate de 0,967.
Proprietățile elipselor
Când vorbiți despre mișcarea orbitală, este important să înțelegeți câțiva dintre termenii folosiți pentru a descrie elipse:
- focare: două puncte în interiorul elipsei care îi caracterizează forma. Focurile care sunt mai apropiate înseamnă o formă mai circulară, mai depărtate înseamnă o formă mai alungită. Atunci când descriem orbite solare, unul dintre focare va fi întotdeauna soarele.
- centru: fiecare elipsă are un punct central.
- axa majoră: o linie dreaptă pe cea mai mare lățime a elipsei, trece atât prin focare cât și prin centru, punctele sale finale sunt vârfurile.
- axa semi-majoră: jumătate din axa majoră sau distanța dintre centru și un vârf.
- vârfuri: punctul în care o elipsă face virajele cele mai clare și cele două puncte cele mai îndepărtate una de cealaltă în elipsă. La descrierea orbitelor solare, acestea corespund periheliului și afeliului.
- axa minoră: o linie dreaptă traversează cea mai scurtă lățime a elipsei, trece prin centru. Punctele finale sunt co-vârfurile.
- axa semi-minoră:jumătate din axa minoră sau distanța cea mai mică dintre centru și un co-vârf al elipsei.
Calculul excentricității
Dacă cunoașteți lungimea axelor majore și minore ale unei elipse, puteți calcula excentricitatea acesteia folosind următoarea formulă:
\ text {excentricitate} ^ 2 = 1.0- \ frac {\ text {axă semi-minoră} ^ 2} {\ text {axă semi-majoră} ^ 2}
De obicei, lungimile mișcării orbitale sunt măsurate în termeni de unități astronomice (AU). O UA este egală cu distanța medie de la centrul Pământului la centrul soarelui sau149,6 milioane de kilometri. Unitățile specifice utilizate pentru măsurarea axelor nu contează atât timp cât sunt aceleași.
Să găsim distanța de periheliu a lui Marte
Cu toate acestea în afara drumului, calcularea distanțelor de periheliu și afeliu este de fapt destul de ușoară atâta timp cât știți lungimea unei orbiteaxa majorăsi esteexcentricitate. Utilizați următoarea formulă:
\ text {perihelion} = \ text {semi-major axis} (1- \ text {excentricity}) \\\ text {} \\ \ text {aphelion} = \ text {semi-major axis} (1 + \ text {excentricitate})
Marte are o axă semi-majoră de 1.524 UA și o excentricitate scăzută de 0.0934, prin urmare:
\ 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 \ text {AU}
Chiar și în cele mai extreme puncte ale orbitei sale, Marte rămâne aproximativ la aceeași distanță de soare.
Pământul are, de asemenea, o excentricitate foarte scăzută. Acest lucru ajută la menținerea aprovizionării cu radiații solare a planetei relativ consistentă pe tot parcursul anului și înseamnă că excentricitatea Pământului nu are un impact extrem de vizibil asupra zilei noastre vieți. (Înclinarea pământului pe axa sa are un efect mult mai vizibil asupra vieții noastre, provocând existența anotimpurilor.)
Acum, să calculăm distanțele de periheliu și afeliu ale lui Mercur față de soare. Mercurul este mult mai aproape de soare, cu o axă semi-majoră de 0,387 UA. Orbita sa este, de asemenea, considerabil mai excentrică, cu o excentricitate de 0,205. Dacă conectăm aceste valori la formulele noastre:
\ 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 \ text {AU}
Aceste cifre înseamnă că Mercur este aproapedouă treimimai aproape de soare în timpul periheliului decât este la afeliu, creând schimbări mult mai dramatice în modul în care multă căldură și radiații solare la care este expusă suprafața solară a planetei pe parcursul ei orbită.