Перигелий орбиты


Орбиты планет, находящихся в Солнечной системе – это незримый путь, которые описывают данные тела вокруг центральной звезды – Солнца. Они могут быть различными по протяженности и вытянутости, что влияет на сезонность климата небесных тел и температуру их поверхности. Какую же форму имеют орбиты планет в Солнечной системе, и как это влияет на сами небесные тела?

Перигелий, афелий и эксцентриситет

Разберемся с основными характеристиками орбитального пути. Все планеты Солнечной системы движутся вокруг Солнца. Проходя по своей траектории данное тело имеет точки наибольшей удаленности и приближенности к центральной звезде. Они называются соответственно афелий и перигелий. От их значения напрямую зависят климатические условия на том или ином теле.

Перигелий и афелий планет нашей системы имеют следующие величины:

  • Меркурий: 46 – 69,82 млн. км;
  • Венера: 107,5 – 109 млн. км;
  • Земля: 147,1 – 152,1 млн. км;
  • Марс: 206,7 – 249,2 млн. км;
  • Юпитер: 740,7 – 816 млн. км;
  • Сатурн: 1,35 – 1,5 млрд. км;
  • Уран: 2,73 – 3,01 млрд. км;
  • Нептун: 4,45 – 4,5 млрд. км.

По представленным величинам видно, что у одних планет разница между расстоянием в минимальной и максимальной удаленности от Солнца крайне мала, а у других – значительна. С этим выводом неразрывно связан другой термин, необходимый для описания орбиты планет, — эксцентриситет.

Эксцентриситет траектории, по которой движется планета, определяет ее форму. Для вычисления этого параметра необходимо знать большую и малую полуоси орбиты планеты. Для каждой формы орбитального пути есть свое числовое значение эксцентриситета:

  • 0 – круг;
  • От 0 до 1 – эллипс;
  • 1 – парабола;
  • От 1 до ∞ — гипербола;
  • ∞ — прямая.

Все орбиты планет Солнечный системы имеют значение эксцентриситета больше нуля, т.е. обладают эллипсовидной формой. При этом самые сжатые, схожие с круговыми, орбиты в Солнечной системе наблюдаются у Венеры и Нептуна, а наиболее вытянутые – у Меркурия и Марса.

Планетарный год

Полный оборот небесного тела по своей траектории называется сидерическим периодом вращения. Для планет этот термин имеет синоним «планетарный год». Его протяженность зависит от среднего радиуса орбиты и скорости, с которой планета совершает орбитальное вращение.

Для удобства описания планетарные года рассчитывают в  земных сутках и годах. Так, например, на Меркурии год длится 0. 24 земных года, или 89 земных суток. Это наиболее короткий планетарный год в Солнечной системе. А самым долгим считается год на планете Нептун, длящийся 164 года земных.

Фактор, отвечающий за смену времен года


За сезонность на планетах Солнечной системы отвечает угол наклона оси вращения к орбите. Чем меньше угол, тем стабильнее погода на небесном теле и нет смены пор года. Также сезонности не бывает на небесных телах с углом наклона более 90°.

Смена сезонов характерна для объектов с углом наклона оси в пределах 20-30 градусов:

  • Земля (23,3°);
  • Марс (25,2°);
  • Сатурн (29°);
  • Нептун (30°).

«Лето» и «зима» также есть на Меркурии, несмотря на практически отсутствующий наклон оси. Это связано с высоким эксцентриситетом его орбиты. Разница между температурами в точках перигелия и афелия на Меркурии составляет 620 градусов Цельсия.

Таким образом, величина и форма пути, который описывает объект вокруг Солнца, очень влияют на формирование температурных условий на нём. Именно невысокий эксцентриситет и небольшая удаленность движения Земли, а также оптимальный угол наклона оси сделали её температуру наиболее комфортной для существования живых организмов.

Источник: spaceworlds.ru


Земля в своем ежегодном пути вокруг Солнца в период с 2-5 января проходит перигелий — ближайшую к Солнцу точку земной орбиты. Для земного наблюдателя в эти дни Солнце будет иметь наибольший видимый диаметр на небе (32’32”), хотя разница почти незаметна и составляет примерно 3% между линейными размерами Солнца в афелии и перигелии. Земля в перигелии находится на дистанции в 0,983 а.е. от Солнца.

Полный оборот вокруг центрального светила Земля совершает за 365 суток 5 ч 48 мин 46 сек Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со средней скоростью 29,765 км/сек. Ближайшая к Солнцу точка орбиты Земли называется перигелием и составляет 147117000 км, самая далекая — афелием — 152083000 км (1,0167 а.е.). Из-за того, что Земля в перигелии на 5 миллионов километров ближе к Солнцу, чем в афелии, видимый размер солнечного диска в перигелии больше, чем в афелии. Это различие неощутимо на глаз, т.к. изменение размера диска происходит плавно в течение полугода..

Регулярная смена времен года – следствие движения Земли вокруг Солнца и наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты, а вовсе не из-за изменчивого расстояния между Землей и Солнцем. Это событие влияет на разницу температур зимой и летом в северном и южном полушариях нашей планеты.

Как известно, поток энергии от Солнца, падающий на Землю, изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния.


личество солнечной энергии, достигающей Земли, в перигелии примерно на 6,9 % больше, чем в афелии. В перигелии (начало января) южное полушарие получает немного больше солнечной энергии, чем северное. Но обширная площадь водной поверхности в южном полушарии поглощает большую часть приходящей энергии, поэтому сезонные колебания температур более сглажены, чем в северном. При этом зимы в северном полушарии менее суровые, чем в южном, а лето в северном полушарии более прохладное.

Движение Земли вокруг Солнца

При современных параметрах земной орбиты эффект на климат от наклона оси вращения планеты более значим, чем изменчивое расстояние Земли от Солнца. В северном полушарии Земли наступает лето, когда северный полюс Земли освещается Солнцем, а южный полюс планеты располагается в ее тени. При этом в южном полушарии наступает зима. Когда в северном полушарии весна, то в южном – осень. Когда в северном полушарии осень, в южном – весна. Времена года в южном и северном полушариях всегда противоположны. Хотя месяцы называются одинаково, то есть, например, февраль в северном полушарии это последний месяц зимы и самый холодный месяц; в южном же — последний месяц лета, он же — самый тёплый.

Времена года (для северного полушария)

Точная дата прохождения перигелия (ее можно узнать из Астрономического календаря) меняется из года в год, в следствие того, что линия апсид, совпадающая с большой осью эллипса планетной орбиты, медленно вращается в ту же сторону, куда движется сама Земля, и долгота перигелия возрастает на 61,9″ в год. Полный оборот линия апсид делает в 20934 год


В настоящее время, перигелий Земли приходится примерно на 2-5 января, а афелий — примерно на 2-5 июля. Скорость движения Земли по орбите непостоянна: в июле она начинает ускоряться (после прохождения афелия), а в январе — снова начинает замедляться (после прохождения перигелия).

Источник: moe-online.ru

Основные формулы

  • Радиус перигелия рассчитывается по формуле: <math>r_mathrm{p}=(1-e)a</math>

где:

a — большая полуось;
е — эксцентриситет орбиты.
  • Скорость в перигелии рассчитывается по формуле:

<math>v_mathrm{per}=sqrt{frac{GM_{odot}(1+e)}{a(1-e)}}</math>

где:

G — гравитационная постоянная;
М — масса Солнца;
a — большая полуось;
е — эксцентриситет орбиты.

Перигелии планет Солнечной системы

Перигелий Земли составляет 147 098 291 километров, что примерно на 2,5 миллиона километров меньше среднего расстояния до Солнца. Земля проходит перигелий 2 — 5 января, в среднем через 13 дней после зимнего солнцестояния[1].

Ниже приведены перигелии остальных планет Солнечной системы на основании информации NASA[2]:


  • Меркурий — 46 001 009 км.
  • Венера — 107 476 170 км.
  • Земля — 147 098 291 км.
  • Марс — 206 655 215 км.
  • Юпитер — 740 679 835 км.
  • Сатурн — 1 349 823 615 км.
  • Уран — 2 734 998 229 км.
  • Нептун — 4 459 753 056 км.

Прецессия перигелия небесных тел

Перигелий орбиты Параметры орбит планет Солнечной системы из-за взаимовлияния этих планет со временем претерпевают медленные изменения. В частности, ось орбиты постепенно поворачивается (в плоскости орбиты) в сторону орбитального движения, соответственно, смещается и перигелий («прецессия перигелия», см. рисунок). Перигелий Меркурия возвращается в исходное положение каждые 260 тыс. земных лет, для Юпитера этот период составляет около 300 тыс. лет[3].

В середине XIX века астрономы обнаружили, что указанное смещение для Меркурия происходит несколько быстрее, чем предсказывает Закон всемирного тяготения, позже аналогичную аномалию обнаружили и в движении других небесных тел.


ричина объясняется общей теорией относительности (ОТО); из уравнений ОТО вытекает именно такое значение смещения, которое наблюдается фактически. Добавочное смещение («релятивистская поправка») была посчитана и проверена для нескольких планет и астероидов[4][5]:

Небесное тело Эксцентриситет
орбиты
Добавочное смещение перигелия,
угловые секунды за столетие
теоретическое наблюдаемое
Меркурий 00000,205 00000043,0 00043,1 ± 0,5
Венера 00000,007 00000008,6 00008,4 ± 4,8
Земля 00000,017 00000003,8 00005,0 ± 1,2
Марс 00000,094 00000001,35 00001,1 ± 0,3
Икар (астероид) 00000,827 00000010,1 00009,8 ± 0.8

Большая погрешность данных для Венеры и Земли вызвана тем, что их орбиты почти круговые.

См. также

  • Апоцентр и перицентр
  • Небесная механика
  • Орбита

Литература

  • Богородский А. Ф. Всемирное тяготения. — Киев: Наукова думка, 1971. — 351 с.
  • Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна = Mercury’s perihelion. From Le Verrier to Einstein. — М.: Мир, 1985. — 244 с.
  • Субботин М. Ф. Введение в теоретическую астрономию. — М.: Наука, 1968. — С. 58—67.

Отрывок, характеризующий Перигелий

«Что он думал, когда сказал это слово? Что он думает теперь? – вдруг пришел ей вопрос, и в ответ на это она увидала его перед собой с тем выражением лица, которое у него было в гробу на обвязанном белым платком лице. И тот ужас, который охватил ее тогда, когда она прикоснулась к нему и убедилась, что это не только не был он, но что то таинственное и отталкивающее, охватил ее и теперь. Она хотела думать о другом, хотела молиться и ничего не могла сделать. Она большими открытыми глазами смотрела на лунный свет и тени, всякую секунду ждала увидеть его мертвое лицо и чувствовала, что тишина, стоявшая над домом и в доме, заковывала ее.
– Дуняша! – прошептала она. – Дуняша! – вскрикнула она диким голосом и, вырвавшись из тишины, побежала к девичьей, навстречу бегущим к ней няне и девушкам.

17 го августа Ростов и Ильин, сопутствуемые только что вернувшимся и.
в Богучарове.
Ростов и Ильин были в самом веселом расположении духа. Дорогой в Богучарово, в княжеское именье с усадьбой, где они надеялись найти большую дворню и хорошеньких девушек, они то расспрашивали Лаврушку о Наполеоне и смеялись его рассказам, то перегонялись, пробуя лошадь Ильина.
Ростов и не знал и не думал, что эта деревня, в которую он ехал, была именье того самого Болконского, который был женихом его сестры.
Ростов с Ильиным в последний раз выпустили на перегонку лошадей в изволок перед Богучаровым, и Ростов, перегнавший Ильина, первый вскакал в улицу деревни Богучарова.
– Ты вперед взял, – говорил раскрасневшийся Ильин.
– Да, всё вперед, и на лугу вперед, и тут, – отвечал Ростов, поглаживая рукой своего взмылившегося донца.
– А я на французской, ваше сиятельство, – сзади говорил Лаврушка, называя французской свою упряжную клячу, – перегнал бы, да только срамить не хотел.
Они шагом подъехали к амбару, у которого стояла большая толпа мужиков.
Некоторые мужики сняли шапки, некоторые, не снимая шапок, смотрели на подъехавших.
а старые длинные мужика, с сморщенными лицами и редкими бородами, вышли из кабака и с улыбками, качаясь и распевая какую то нескладную песню, подошли к офицерам.
– Молодцы! – сказал, смеясь, Ростов. – Что, сено есть?
– И одинакие какие… – сказал Ильин.
– Развесе…oo…ооо…лая бесе… бесе… – распевали мужики с счастливыми улыбками.
Один мужик вышел из толпы и подошел к Ростову.
– Вы из каких будете? – спросил он.
– Французы, – отвечал, смеючись, Ильин. – Вот и Наполеон сам, – сказал он, указывая на Лаврушку.
– Стало быть, русские будете? – переспросил мужик.
– А много вашей силы тут? – спросил другой небольшой мужик, подходя к ним.
– Много, много, – отвечал Ростов. – Да вы что ж собрались тут? – прибавил он. – Праздник, что ль?
– Старички собрались, по мирскому делу, – отвечал мужик, отходя от него.
В это время по дороге от барского дома показались две женщины и человек в белой шляпе, шедшие к офицерам.
– В розовом моя, чур не отбивать! – сказал Ильин, заметив решительно подвигавшуюся к нему Дуняшу.
– Наша будет! – подмигнув, сказал Ильину Лаврушка.
– Что, моя красавица, нужно? – сказал Ильин, улыбаясь.
– Княжна приказали узнать, какого вы полка и ваши фамилии?
– Это граф Ростов, эскадронный командир, а я ваш покорный слуга.
– Бе…се…е…ду…шка! – распевал пьяный мужик, счастливо улыбаясь и глядя на Ильина, разговаривающего с девушкой. Вслед за Дуняшей подошел к Ростову Алпатыч, еще издали сняв свою шляпу.

Источник: wiki-org.ru

Орбита — окружность непростая…

Всем людям с рождения известно о том, что космические тела, в первую очередь планеты, вращаются по орбите, представляющей собой круг. Но в данном случае это относительное понятие. Дело в том, что ни одна окружность, по которой космическое тело проходит свой путь вокруг Солнца, не является идеальной. В той или иной степени все они приближены к эллипсу. Такие искажения придают всем планетам дополнительную уникальную составляющую, ведь на каждом участке орбиты Солнце будет по-разному воздействовать на них, иногда в значительной степени оказывая влияние на климат и другие показатели. Особенно заметно это воздействие в двух точках. Каких?

Афелий и перигелий

Это участки любой орбиты, которые располагаются на противоположных ее сторонах. Искажение окружности приводит к тому, что планета может находиться ближе или дальше от Солнца.

Что такое перигелий?

Это точка, где планета, комета или астероид находятся на наименьшем расстоянии до солнца. Такие моменты для некоторых из них могут считаться полноценным летом, а для других могут и не приносить особых изменений.

Например, у Земли различие между минимальной и максимальной дистанцией относительно небольшое, всего 5 млн км. Поэтому данные периоды люди даже не замечают. Однако для уточнения стоит отметить, что Земля проходит перигелий 4-5 января ежегодно. В северном полушарии в это время самый разгар зимы, а в южном — вполне обычное лето.

А если представить, что была бы возможность оказаться на Меркурии, то разницу можно было бы почувствовать, потому что его орбита гораздо сильнее отличается от ровного круга. Как и для Земли, моменты наибольшего сближения не являются актуальными для Венеры, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Афелий

В этой точке окружности космический объект максимально отдаляется от Солнца. Не имеет значения для всех тех планет, о которых говорилось в предыдущем разделе. Стоит отметить, что на самом деле название «афелий» появилось позднее. Изначально данная точка называлась «апогелий». Просто когда-то давно в записях кто-то решил разделить слово на две части, сократив его: ap.helios. При прочтении точка между частями слова не была замечена, и кто-то прочитал сочетание букв ph как «ф», как оно читается в английском языке. С тех пор название «афелий» вошло и закрепилось в различных языках. Земля каждый год проходит эту точку 4-5 июля.

Эти орбитальные центры являются важными точками не только для астрономов, перигелии и афелии в астрологии тоже занимают не последнее место. Они используются для составления прогнозов и предсказаний глобальных событий.

А чем отличились орбиты Меркурия, Марса и Плутона?

Да ничем особенным, кроме того, что их орбиты сильнее остальных отличаются от круга и больше напоминают полноценный овал. А значит, моменты, когда они проходят афелий и перигелий, для них особенно важны.

Меркурий

Диапазон расстояний от светила у него довольно широкий — от 46 до 70 млн км. У этой планеты нет времен года, потому что ее ось почти не имеет наклона, однако можно заметить существенное изменение дневной температуры. Когда Меркурий находится на максимальном расстоянии от Солнца, температура в светлое время менее + 300 градусов Цельсия, а в моменты максимального сближения увеличивается почти до + 430.

Марс

Его орбита более округлая по сравнению с меркурианской. Но значимые изменения в периоды прохождения афелия и перигелия все же происходят. Они проявляются тем, что времена года на одном полушарии будут отличаться от другого по продолжительности и по температурам. Когда в северном полушарии начинается лето, планета находится на максимальном удалении, поэтому оно не такое теплое, но более продолжительное. В южном — наоборот, более короткое, но более теплое, потому что в этот период Марс проходит перигелий.

Что касается температур, то о них трудно говорить, потому что они резко меняются не только относительно зимы и лета, но и в течение суток, которые почти не отличаются от земных. Например, на экваторе днем планета может прогреться и до +28 градусов, однако уже ночью температура может упасть до -40 и ниже. Минимальная температура на полюсах близка к отметке -150 градусов.

Плутон

Имеет свои парадоксальные особенности. Орбита — одна из них. Она почти такая же овальная, как и у Меркурия. Точка ближайшего удаления находится на расстоянии почти в 50 расстояний от Земли до Солнца, а при сближении со звездой Плутон оказывается ближе Нептуна, от звезды его в это время отделяет 29 расстояний от Земли до Солнца.

Хотя он и пересекается с Нептуном, столкнуться с ним он не может, благодаря разному наклону их орбит.

Узлы планет

Так называются точки, где орбита планеты пересекает небесный экватор при направлении с юга на север и обратно. Особого значения не имеют. Однако узлы Луны пользуются популярностью у астрологов, которые считают их важными кармическими точками и используют их при трактовке гороскопа. По их расположению определяется оптимальный путь развития личности. Верить этому или нет — каждый решает самостоятельно.

Астрономически лунные узлы являются точками затмений, которые происходят когда ночное светило в моменты новолуния или полнолуния совпадает с одним из них.

Заключение

Любой путь полон загадок и сюрпризов, особенно если речь идет о планетах. В данном случае простая окружность является кладезем интересной информации. Узлы, перигелии и афелии помогают создать более полное представление о понятии «орбита».

Источник: FB.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.