V astrofiziki jeperihelijje točka v orbiti predmeta, ko je najbližje soncu. Prihaja iz grščine za near (peri) in sonce (Helios). Njeno nasprotje jeafelij, točka v svoji orbiti, na kateri je predmet najbolj oddaljen od sonca.
Pojem perihelija je verjetno najbolj znan glede nakometi. Orbite komet so ponavadi dolge elipse, sonce pa je v enem žarišču. Posledično večino časa kometa preživi daleč stran od sonca.
Ko pa se kometi približajo periheliju, se soncu približajo dovolj, da ga povzroči njegova toplota in sevanje bližajoč se kometu, da vzklije svetla koma in dolgi svetleči repi, zaradi katerih so nekateri najslavnejši nebesni predmetov.
Preberite, če želite izvedeti več o tem, kako je perihelij povezan z orbitalno fiziko, vključno z aperihelijformula.
Ekscentričnost: večina orbit dejansko ni krožna
Čeprav mnogi od nas nosijo idealizirano podobo Zemljine poti okoli sonca kot popoln krog, je resničnost zelo malo (če sploh) orbit, ki so dejansko krožne - in Zemlja ni nobena izjema. Skoraj vsi so pravzaprav
Astrofiziki opisujejo razliko med hipotetično popolno krožno orbito predmeta in njegovo nepopolno eliptično orbito kot njegovoekscentričnost. Ekscentričnost je izražena kot vrednost med 0 in 1, včasih pretvorjena v odstotek.
Ekscentričnost nič pomeni popolnoma krožno orbito, večje vrednosti pa kažejo na vse bolj eliptične orbite. Na primer, Zemljina ne povsem krožna orbita ima ekscentričnost približno 0,0167, medtem ko ima izjemno eliptična orbita Halleyjevega kometa ekscentričnost 0,967.
Lastnosti elips
Ko govorimo o orbitalnem gibanju, je pomembno razumeti nekatere izraze, ki se uporabljajo za opis elipse:
- žarišča: dve točki znotraj elipse, ki označujeta njeno obliko. Žarišča, ki so bližje skupaj, pomenijo bolj krožno obliko, bolj narazen pa bolj podolgovato obliko. Ko opisujemo sončne orbite, bo eno od žarišč vedno sonce.
- center: vsaka elipsa ima eno središčno točko.
- glavna os: ravna črta po najdaljši širini elipse, poteka skozi žarišča in središče, njene končne točke so oglišča.
- pol-glavna os: polovica glavne osi ali razdalja med središčem in eno točko.
- oglišča: točka, na kateri elipsa naredi najbolj ostre zavoje in dve najbolj oddaljeni točki v elipsi. Ko opisujemo sončne orbite, te ustrezajo periheliju in afeliju.
- manjša os: ravna črta prečka najkrajšo širino elipse, gre skozi sredino. Končne točke so sotočke.
- pol-manjša os:polovica manjše osi ali najkrajša razdalja med središčem in sovršiščem elipse.
Izračun ekscentričnosti
Če poznate dolžino glavne in pomožne osi elipse, lahko izračunate njeno ekscentričnost po naslednji formuli:
\ text {ekscentričnost} ^ 2 = 1,0- \ frac {\ text {pol-manjša os} ^ 2} {\ text {pol-glavna os} ^ 2}
Običajno se dolžine v orbitalnem gibanju merijo v astronomskih enotah (AU). Ena AU je enaka srednji razdalji od središča Zemlje do središča sonca, oz149,6 milijona kilometrov. Specifične enote, ki se uporabljajo za merjenje osi, niso pomembne, če so enake.
Poiščimo perihelijsko razdaljo Marsa
Ob vsem tem je izračunavanje razdalj perihelija in afelija pravzaprav dokaj enostavno, če poznate dolžino orbiteglavna osin svojeekscentričnost. Uporabite naslednjo formulo:
\ text {perihelion} = \ text {pol-glavna os} (1- \ text {ekscentričnost}) \\\ text {} \\ \ text {aphelion} = \ text {pol-glavna os} (1 + \ text {ekscentričnost})
Mars ima pol-glavno os 1,524 AU in nizko ekscentričnost 0,0934, zato:
\ 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 \ besedilo {AU}
Tudi na najbolj skrajnih točkah v svoji orbiti ostaja Mars približno enako oddaljen od sonca.
Tudi Zemlja ima zelo majhno ekscentričnost. To pomaga vzdrževati oskrbo planeta s sončnim sevanjem skozi celo leto razmeroma dosledno in pomeni, da ekscentričnost Zemlje nima izredno opaznega vpliva na naše vsakodnevno življenja. (Nagib zemlje na svoji osi ima veliko bolj opazen učinek na naše življenje, saj povzroči obstoj letnih časov.)
Zdaj raje izračunajmo perihelijsko in afelijsko razdaljo Merkurja od sonca. Živo srebro je veliko bližje soncu, s polovično osjo 0,387 AU. Njegova orbita je tudi precej bolj ekscentrična, z ekscentričnostjo 0,205. Če te vrednosti vključimo v naše formule:
\ text {perihelion} _ {Mercury} = 0,387 \ text {AU} (1-0,206) = 0,307 \ text {AU} \\\ text {} \\ \ text {aphelion} _ {Merkur} = 0,387 \ text { AU} (1 + 0,206) = 0,467 \ besedilo {AU}
Te številke pomenijo, da je Merkur skorajdadve tretjinibližje soncu med perihelijem kot v afeliju, kar ustvarja veliko bolj dramatične spremembe v tem soncu je soncu izpostavljeno veliko toplote in sončnega sevanja orbito.