ในทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์จุดใกล้จุดสิ้นสุดเป็นจุดในวงโคจรของวัตถุเมื่ออยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด มันมาจากภาษากรีกสำหรับใกล้ (เปริ) และดวงอาทิตย์ (Helios). ตรงข้ามของมันคือaphelion, จุดในวงโคจรของวัตถุที่วัตถุอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด
แนวความคิดของดวงอาทิตย์ใกล้จะถึงจุดสิ้นสุดน่าจะคุ้นเคยมากที่สุดเกี่ยวกับดาวหาง. โคจรของดาวหางมีแนวโน้มที่จะเป็นวงรียาว โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัสจุดเดียว ด้วยเหตุนี้ เวลาส่วนใหญ่ของดาวหางจึงใช้เวลาอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์
อย่างไรก็ตาม เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ใกล้ดวงอาทิตย์มากพอที่จะทำให้เกิดความร้อนและรังสี เข้าใกล้ดาวหางเพื่องอกโคม่าสว่างและหางยาวเรืองแสงที่ทำให้พวกเขาเป็นสวรรค์ที่มีชื่อเสียงที่สุด วัตถุ
อ่านเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องของดวงอาทิตย์ใกล้โลกกับฟิสิกส์ของวงโคจร รวมถึง aจุดใกล้จุดสิ้นสุดสูตร.
ความเยื้องศูนย์: วงโคจรส่วนใหญ่ไม่ใช่วงกลมจริงๆ
แม้ว่าพวกเราหลายคนจะมีภาพในอุดมคติของเส้นทางของโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ แต่ในความเป็นจริงมีน้อยมาก (ถ้ามี) ที่โคจรเป็นวงกลม และโลกก็ไม่มีข้อยกเว้น เกือบทั้งหมดเป็นวงรี.
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อธิบายความแตกต่างระหว่างวงโคจรวงกลมที่สมบูรณ์แบบสมมุติฐานของวัตถุกับวงโคจรรูปไข่ที่ไม่สมบูรณ์ของวัตถุ
ความเยื้องศูนย์บ่งชี้ถึงวงโคจรที่เป็นวงกลมอย่างสมบูรณ์ โดยค่าที่มากกว่าบ่งชี้ถึงการโคจรของวงรีมากขึ้น ตัวอย่างเช่น วงโคจรที่ไม่ค่อนข้างเป็นวงกลมของโลกมีความเยื้องศูนย์ประมาณ 0.0167 ในขณะที่วงโคจรวงรีสุดขีดของดาวหางฮัลลีย์มีความเยื้องศูนย์ที่ 0.967
คุณสมบัติของวงรี
เมื่อพูดถึงการเคลื่อนที่ของวงโคจร สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจคำศัพท์บางคำที่ใช้อธิบายวงรี:
- จุดโฟกัส: จุดสองจุดภายในวงรีที่แสดงลักษณะรูปร่างของมัน จุดโฟกัสที่อยู่ใกล้กันมากขึ้นหมายถึงรูปร่างเป็นวงกลมมากขึ้น ห่างกันมากขึ้นหมายถึงรูปร่างที่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามากขึ้น เมื่ออธิบายวงโคจรของดวงอาทิตย์ จุดโฟกัสจุดใดจุดหนึ่งจะเป็นดวงอาทิตย์เสมอ
- ศูนย์: วงรีทุกวงมีจุดศูนย์กลางหนึ่งจุด
- แกนหลัก: เส้นตรงที่ลากผ่านความกว้างที่ยาวที่สุดของวงรี มันผ่านทั้งจุดโฟกัสและจุดศูนย์กลาง จุดสิ้นสุดของมันคือจุดยอด
- กึ่งแกนเอก: ครึ่งหนึ่งของแกนหลัก หรือระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางกับจุดยอดหนึ่งจุด
- จุดยอด: จุดที่วงรีทำการเลี้ยวที่คมชัดที่สุดและจุดสองจุดที่ไกลที่สุดจากกันในวงรี เมื่ออธิบายวงโคจรของดวงอาทิตย์ สิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับจุดศูนย์กลางและจุดสิ้นสุด
- แกนรอง: เส้นตรงตัดกับความกว้างที่สั้นที่สุดของวงรีผ่านจุดศูนย์กลาง จุดสิ้นสุดคือจุดยอดร่วม
- แกนกึ่งรอง:ครึ่งหนึ่งของแกนรอง หรือระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างจุดศูนย์กลางกับจุดยอดร่วมของวงรี
การคำนวณความเยื้องศูนย์
หากคุณทราบความยาวของแกนหลักและแกนรองของวงรี คุณสามารถคำนวณความเยื้องศูนย์กลางได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้
\text{eccentricity}^2 = 1.0-\frac{\text{semi-minor axis}^2}{\text{กึ่งแกนหลัก}^2}
โดยปกติ ความยาวในการเคลื่อนที่ของวงโคจรจะวัดเป็นหน่วยทางดาราศาสตร์ (AU) หนึ่ง AU เท่ากับระยะทางเฉลี่ยจากจุดศูนย์กลางของโลกถึงศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ หรือ149.6 ล้านกิโลเมตร. หน่วยเฉพาะที่ใช้ในการวัดแกนไม่สำคัญตราบเท่าที่เหมือนกัน
มาค้นหาระยะทางจุดสิ้นสุดของดาวอังคารกัน
ด้วยวิธีทั้งหมดนั้น การคำนวณระยะทางปริเฮเลียนและเอเฟลีออนนั้นค่อนข้างง่ายจริง ๆ ตราบใดที่คุณทราบความยาวของวงโคจรแกนหลักและมันความเบี้ยว. ใช้สูตรต่อไปนี้:
\text{perihelion} = \text{semi-major axis}(1-\text{eccentricity})\\\text{ }\\ \text{aphelion} =\text{กึ่งแกนหลัก}(1 + \text {ความเยื้องศูนย์})
ดาวอังคารมีแกนกึ่งเอกเท่ากับ 1.524 AU และมีความเยื้องศูนย์ต่ำ 0.0934 ดังนั้น:
\text{perihelion}_{ดาวอังคาร} = 1.524\text{ AU}(1-0.0934)=1.382\text{ AU}\\\text{ }\\ \text{aphelion}_{Mars} =1.524\text{ AU}(1 + 0.0934)=1.666\ข้อความ{ AU}
แม้ในจุดสุดขั้วที่สุดในวงโคจรของมัน ดาวอังคารก็ยังอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เท่าเดิม
โลกก็มีความเยื้องศูนย์ต่ำเช่นกัน ช่วยให้ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ของโลกค่อนข้างสม่ำเสมอตลอดทั้งปี และหมายความว่าความเยื้องศูนย์กลางของโลกไม่มีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนมากในแต่ละวันของเรา ชีวิต (ความเอียงของโลกบนแกนของมันมีผลต่อชีวิตเรามากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยทำให้เกิดฤดูกาล)
ตอนนี้ มาคำนวณระยะใกล้ดวงอาทิตย์สุดขอบฟ้าและระยะ aphelion ของดาวพุธจากดวงอาทิตย์แทน ดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก โดยมีกึ่งแกนเอกเท่ากับ 0.387 AU วงโคจรของมันก็พิสดารมากขึ้นเช่นกัน โดยมีค่าความเยื้องศูนย์ที่ 0.205 ถ้าเราแทนค่าเหล่านี้ลงในสูตรของเรา:
\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\ข้อความ{ AU}
ตัวเลขเหล่านั้นหมายความว่าดาวพุธใกล้จะถึงแล้วสองในสามเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นในช่วงใกล้ดวงอาทิตย์ขึ้นมากกว่าที่ดวงอาทิตย์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในวิธีการ ความร้อนและรังสีดวงอาทิตย์จำนวนมากที่พื้นผิวดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์ได้รับในช่วงเวลาของมัน วงโคจร