Ako vypočítať perihélium

V astrofyzike saperihéliumje bod na obežnej dráhe objektu, keď je najbližšie k slnku. Pochádza z gréčtiny pre blízko (peri) a slnko (Helios). Jeho opakom jeafélium, bod na svojej obežnej dráhe, v ktorom je predmet najďalej od slnka.

Pojem perihélium je pravdepodobne najviac známy vo vzťahu kkométy. Dráhy komét bývajú dlhé elipsy, pričom slnko sa nachádza v jednom ohniskovom bode. Výsledkom je, že väčšina času kométy sa trávi ďaleko od slnka.

Keď sa však kométy priblížia k perihéliu, dostanú sa dostatočne blízko k slnku, ktoré jeho teplo a žiarenie spôsobujú blížiaca sa kométa, v ktorej vypučia jasnú kómu a dlhé žiariace chvosty, ktoré z nich robia jedny z najslávnejších nebeských hviezd predmety.

Čítajte ďalej a dozviete sa viac o tom, ako perihélium súvisí s orbitálnou fyzikou, vrátane aperihéliumvzorec.

Aj keď mnohí z nás nosia idealizovaný obraz dráhy Zeme okolo Slnka ako dokonalý kruh, realita je len veľmi málo (ak vôbec existuje) dráh, ktoré sú skutočne kruhové - a Zem nie je výnimkou. Takmer všetky sú

Excentricita nuly naznačuje dokonale kruhovú obežnú dráhu, zatiaľ čo väčšie hodnoty naznačujú čoraz viac eliptické dráhy. Napríklad nie celkom kruhová obežná dráha Zeme má výstrednosť asi 0,0167, zatiaľ čo extrémne eliptická dráha Halleyovej kométy má výstrednosť 0,967.

Keď hovoríme o orbitálnom pohybe, je dôležité porozumieť niektorým výrazom používaným na popis elipsy:

• ​ohniská: dva body vo vnútri elipsy, ktoré charakterizujú jej tvar. Ohniská, ktoré sú bližšie pri sebe, znamenajú kruhovejší tvar, ďalej od seba znamenajú podlhovastejší tvar. Pri opise slnečných dráh bude jedným z ohniskov vždy slnko.
• ​centrum: každá elipsa má jeden stredový bod.
• ​hlavná os: rovná čiara vedená cez najdlhšiu šírku elipsy, prechádza ohniskami aj stredom, jej koncovými bodmi sú vrcholy.
• ​polovičná os: polovica hlavnej osi alebo vzdialenosť medzi stredom a jedným vrcholom.
• ​vrcholy: bod, v ktorom elipsa robí najostrejšie zákruty, a dva najvzdialenejšie body od seba v elipsy. Pri opise slnečných dráh zodpovedajú perihéliu a aféliu.
• ​vedľajšia os: priamka prechádzajúca najkratšou šírkou elipsy, prechádza stredom. Jeho koncovými bodmi sú vrcholy.
• ​polovičná os:polovica vedľajšej osi alebo najkratšia vzdialenosť medzi stredom a vrcholom elipsy.

Ak poznáte dĺžku hlavnej a vedľajšej osi elipsy, môžete jej excentricitu vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

Obvykle sa dĺžky v obežnom pohybe merajú v astronomických jednotkách (AU). Jedna AU sa rovná strednej vzdialenosti od stredu Zeme k stredu slnka, príp149,6 milióna kilometrov. Na konkrétnych jednotkách použitých na meranie osí nezáleží, pokiaľ sú rovnaké.

Keď už sme pri tom všetkom, výpočet vzdialeností perihélia a afélií je v skutočnosti celkom ľahký, pokiaľ poznáte dĺžku obežnej dráhyhlavná osa jehovýstrednosť. Použite nasledujúci vzorec:

Mars má polohlavnú os 1,524 AU a nízku výstrednosť 0,0934, preto:

Aj v najextrémnejších bodoch svojej dráhy zostáva Mars zhruba v rovnakej vzdialenosti od slnka.

Aj Zem má veľmi nízku výstrednosť. To pomáha udržiavať zásobovanie planéty slnečným žiarením po celý rok relatívne stabilné a znamená to, že výstrednosť Zeme nemá mimoriadne zreteľný vplyv na náš každodenný život životy. (Naklonenie Zeme na svoju os má oveľa zreteľnejší vplyv na náš život tým, že spôsobuje ročné obdobia.)

Teraz si namiesto toho vypočítajme perihélium a ahelélové vzdialenosti Merkúra od slnka. Ortuť je oveľa bližšie k slnku, má polohlavnú os 0,387 AU. Jeho obežná dráha je tiež podstatne výstrednejšia s výstrednosťou 0,205. Ak tieto hodnoty zapojíme do našich vzorcov:

Tieto čísla znamenajú, že Merkúra je takmerdve tretinybližšie k slnku počas perihélia ako v aféliu, čo vytvára oveľa dramatickejšie zmeny v tom, ako veľa tepla a slnečného žiarenia je povrch planéty vystavený slnečnému žiareniu obežná dráha.