Eccentricità delle orbite dei pianeti del sistema solare. Quale pianeta del sistema solare ha l'orbita più allungata e quale quella meno? In che direzione ruotano i pianeti attorno al Sole?

Quale pianeta del sistema solare ha l'orbita più allungata e quale quella meno?

Come sapete, qualsiasi pianeta ruota attorno alla sua stella su un'orbita ellittica, in uno dei fuochi di cui si trova la stella. Il grado di allungamento dell'orbita è caratterizzato dalla sua eccentricità. L'eccentricità può essere definita quantitativamente come il rapporto tra la distanza dal centro dell'orbita al suo fuoco e la lunghezza del semiasse maggiore dell'orbita. Tutti i valori possibili per l'eccentricità di un'orbita ellittica sono compresi tra 0 e 1. Con un'eccentricità pari a zero (il fuoco dell'orbita coincide con il suo centro, cioè la stella si trova al centro dell'orbita in cui si trova il pianeta ruota attorno ad esso), la forma dell'orbita è un cerchio. Maggiore è il valore dell'eccentricità (più lontano da 0 e più vicino a 1), più allungata è l'orbita. Tra i pianeti del Sistema Solare, l'orbita di Venere ha l'eccentricità più piccola: è 0,00676. Il valore maggiore è l'eccentricità dell'orbita di Mercurio, pari a 0,20564.

Quando Plutone fu classificato come pianeta nano, Mercurio divenne il pianeta con l'orbita più eccentrica. L'eccentricità orbitale è quanto il pianeta devia dalla sua forma circolare. Solo se l'orbita è un cerchio perfetto ha eccentricità uguale a zero, e questo numero aumenta con l'aumentare dell'eccentricità.

L'eccentricità di Mercurio è 0,205 e la sua orbita varia da 46 milioni di km nel punto più vicino al Sole a 70 milioni di km nel punto più lontano. Il punto più vicino al Sole in orbita è chiamato perielio, mentre il punto più lontano è chiamato afelio. Mercurio è il pianeta più veloce, impiegando solo 88 giorni terrestri per orbitare attorno al sole.

L'eccentricità di Venere è la più piccola del nostro sistema solare, 0,007, cioè l'orbita di Venere è quasi un cerchio perfetto. L'orbita di Venere varia da 107 milioni di km al perielio a 109 milioni di km all'afelio. Venere impiega 224,7 giorni terrestri per orbitare attorno al sole. Infatti un giorno su Venere dura più di un anno perché il pianeta ruota molto lentamente. Se visti dal polo nord celeste, tutti i pianeti ruotano in senso antiorario, ma Venere ruota in senso orario, è l'unico pianeta che ha una tale rotazione.

Anche la terra ha un'eccentricità molto piccola: 0,017. In media, il pianeta si trova a 150 milioni di km dal sole, ma la distanza può variare da 147 a 150 milioni di km. Il nostro pianeta impiega circa 365.256 giorni per ruotare attorno al sole, questo è il motivo degli anni bisestili.

L'eccentricità di Marte è 0,093, rendendo la sua orbita una delle più eccentriche del sistema solare. Il perielio di Marte è a 207 milioni di km e il suo afelio è a 249 milioni di km dal sole. Nel corso del tempo, l'orbita di Marte è diventata più eccentrica. Il Pianeta Rosso impiega 687 giorni terrestri per orbitare attorno al sole.

Giove ha un'eccentricità di 0,048, con un perielio di 741 milioni di km e un afelio di 778 milioni di km. Per compiere un volo attorno al sole occorrono 4331 giorni terrestri, ovvero 11,86 dei nostri anni.
L'eccentricità di Saturno è 0,056. Il punto più vicino al sole nell'orbita di Saturno è a 1,35 miliardi di km e il punto più lontano è a 1,51 miliardi di km dal sole. A seconda della posizione occupa Saturno nella sua orbita, i suoi anelli sono visibili o quasi invisibili. Una rivoluzione attorno al sole dura 29,7 anni terrestri. Infatti, da quando Saturno fu scoperto nel 1610, in poco più di 400 anni, ha compiuto solo 13 orbite attorno al sole.

Il perielio di Urano è a 2,27 miliardi di km e l'afelio a 3 miliardi di km dal sole. La sua eccentricità è 0,047. Urano impiega 84,3 anni terrestri per orbitare attorno al sole. Urano è unico perché ruota effettivamente su un fianco con un'inclinazione assiale di quasi 99°.

L'eccentricità di Nettuno è bassa quasi quanto quella di Venere. Il perielio del pianeta è di 4,45 miliardi di km e l'afelio di 4,55 miliardi di km. Da quando Plutone è stato riclassificato come pianeta nano, Nettuno è il pianeta con l'orbita più lontana dal sole.

Pianeti del sistema solare. Stabilità del sistema

La rivoluzione dei pianeti attorno al Sole avviene in una direzione (diretta). Le orbite dei pianeti sono praticamente circolari e i loro piani sono vicini al piano di Laplace. Questo è il piano principale del sistema solare. La nostra vita è soggetta alle leggi della meccanica e il sistema solare non fa eccezione. I pianeti sono legati tra loro dalla legge gravità universale. Sulla base dell'assenza di attrito nello spazio interstellare, possiamo presumere con sicurezza che il movimento dei pianeti l'uno rispetto all'altro non cambierà. Almeno nel prossimo milione di anni. Molti scienziati hanno cercato di calcolare il futuro dei pianeti nel nostro sistema. Ma tutti – e anche Einstein – sono riusciti in una cosa: i pianeti sistema solare sarà sempre stabile.

Orbite dei pianeti del sistema solare. Struttura

Orbite degli oggetti del Sistema Solare, in scala (in senso orario, partendo dall'alto a sinistra)

L'oggetto centrale del Sistema Solare è il Sole, una stella di sequenza principale di classe spettrale G2V, una nana gialla. La stragrande maggioranza della massa totale del sistema è concentrata nel Sole (circa il 99,866%), che sostiene con la sua gravità i pianeti e gli altri corpi appartenenti al sistema Solare. I quattro oggetti più grandi, i giganti gassosi, rappresentano il 99% della massa rimanente (con Giove e Saturno che rappresentano la maggioranza, circa il 90%).

La maggior parte degli oggetti di grandi dimensioni in orbita attorno al Sole si muovono essenzialmente sullo stesso piano, chiamato piano dell'eclittica. Allo stesso tempo, le comete e gli oggetti della cintura di Kuiper hanno spesso grandi angoli di inclinazione rispetto a questo piano.

Tutti i pianeti e la maggior parte degli altri oggetti orbitano attorno al Sole nella stessa direzione della rotazione del Sole (in senso antiorario se visti dal polo nord del Sole). Ci sono delle eccezioni, come la cometa di Halley. Mercurio ha la velocità angolare più alta: riesce a completare una rivoluzione completa attorno al Sole in soli 88 giorni terrestri. E per il pianeta più distante, Nettuno, il periodo orbitale è di 165 anni terrestri.

La maggior parte dei pianeti ruota attorno al proprio asse nella stessa direzione in cui ruota attorno al Sole. Le eccezioni sono Venere e Urano, e Urano ruota quasi “sdraiato su un fianco” (l'inclinazione dell'asse è di circa 90°). Per dimostrare chiaramente la rotazione, viene utilizzato un dispositivo speciale: il tellurio.

Molti modelli del Sistema Solare mostrano convenzionalmente le orbite dei pianeti a intervalli uguali, ma in realtà, con poche eccezioni, più un pianeta o una cintura è lontano dal Sole, maggiore è la distanza tra la sua orbita e l'orbita dell'oggetto precedente. Ad esempio, Venere si trova a circa 0,33 UA. e più lontano dal Sole di Mercurio, mentre Saturno è 4,3 a. e più lontano di Giove e Nettuno è 10,5 a. cioè più lontano di Urano. Ci sono stati tentativi di ricavare correlazioni tra le distanze orbitali (ad esempio, la regola di Titius-Bode), ma nessuna delle teorie è stata generalmente accettata.

Le orbite degli oggetti attorno al Sole sono descritte dalle leggi di Keplero. Secondo loro, ogni oggetto ruota attorno a un'ellisse, in uno dei fuochi di cui si trova il Sole. Gli oggetti più vicini al Sole (con un semiasse maggiore più piccolo) hanno una velocità angolare di rotazione più elevata e quindi hanno un periodo orbitale (anno) più breve. In un'orbita ellittica, la distanza di un oggetto dal Sole varia durante il suo anno. Il punto dell'orbita di un oggetto più vicino al Sole è chiamato perielio, mentre il punto più distante è chiamato afelio. Ogni oggetto si muove più velocemente al perielio e più lentamente all'afelio. Le orbite dei pianeti sono vicine ai cerchi, ma molte comete, asteroidi e oggetti della fascia di Kuiper hanno orbite ellittiche molto allungate.

La maggior parte dei pianeti del sistema solare hanno i propri sistemi subordinati. Molti sono circondati da lune, alcune sono più grandi di Mercurio. La maggior parte dei satelliti più grandi ruotano in modo sincrono, con un lato costantemente rivolto verso il pianeta. Anche i quattro pianeti più grandi, i giganti gassosi, hanno degli anelli, sottili fasce di minuscole particelle che orbitano molto vicine, quasi all'unisono.

Terminologia

A volte il Sistema Solare è diviso in regioni. Il sistema solare interno comprende i quattro pianeti terrestri e la fascia degli asteroidi. La parte esterna inizia all'esterno della fascia degli asteroidi e comprende quattro giganti gassosi. Dopo la scoperta della Cintura di Kuiper, la parte più distante del Sistema Solare è considerata la regione costituita da oggetti situati oltre Nettuno.

Tutti gli oggetti del sistema solare che orbitano attorno al Sole sono ufficialmente divisi in tre categorie: pianeti, pianeti nani e piccoli corpi del sistema solare. Un pianeta è qualsiasi corpo in orbita attorno al Sole che sia sufficientemente massiccio da acquisire una forma sferica, ma non abbastanza massiccio da avviare la fusione termonucleare, ed è riuscito a liberare le vicinanze della sua orbita dai planetesimi. Secondo questa definizione, ci sono otto pianeti conosciuti nel sistema solare: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Plutone non soddisfa questa definizione perché non ha liberato la sua orbita dagli oggetti circostanti della cintura di Kuiper. Un pianeta nano è un corpo celeste in orbita attorno al Sole, che è sufficientemente massiccio da mantenere una forma quasi rotonda sotto l'influenza delle proprie forze gravitazionali, ma che non ha liberato lo spazio della sua orbita dai planetesimi e non è un satellite del pianeta . Secondo questa definizione, il Sistema Solare ha cinque pianeti nani riconosciuti: Cerere, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris. In futuro altri oggetti potrebbero essere classificati come pianeti nani, come Sedna, Orcus e Quaoar. I pianeti nani le cui orbite si trovano nella regione degli oggetti transnettuniani sono chiamati plutoidi. I restanti oggetti in orbita attorno al Sole sono piccoli corpi del Sistema Solare.

Come ricordare tutti i pianeti?

Ecco i loro nomi in ordine, mentre si allontanano dal Sole: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno Sappiamo tutto - La mamma di Yulia si è seduta sulle pillole al mattino. I pianeti sono facili il bambino più giovane da conoscere, conoscendo Venere e Mercurio.

Qual è l'orbita di un pianeta, che forma hanno le orbite del sistema solare.

Soluzione dettagliata del compito finale 1 in geografia per gli studenti della quinta elementare, autori V. P. Dronov, L. E. Savelyeva 2015

1. Come puoi navigare seguendo le stelle?

Puoi navigare usando le stelle luminose. Le stelle di navigazione sono le 26 stelle più luminose utilizzate per l'orientamento. Indicano le direzioni verso determinati lati dell'orizzonte. Ad esempio, la Stella Polare punta sempre verso il Nord.

2. Cos'è il Sistema Solare? Quali corpi cosmici sono inclusi nella sua composizione?

Il sistema solare è il Sole e i corpi cosmici che si muovono attorno ad esso. Il sistema solare comprende il Sole e i corpi cosmici che si muovono attorno ad esso (pianeti, satelliti, comete, asteroidi), lo spazio interplanetario con minuscole particelle e gas liquefatto.

3. Qual è l'orbita di un pianeta? Che forma hanno le orbite dei pianeti nel sistema solare?

L'orbita è il percorso di un pianeta attorno al Sole. Le orbite dei pianeti del sistema solare hanno la forma di ellissi.

4. Quale pianeta dal Sole è la Terra? Tra quali pianeti si trova?

La Terra è il terzo pianeta a partire dal Sole. Si trova tra Venere e Marte.

5. In quali gruppi sono divisi i pianeti del sistema solare? In cosa differiscono i pianeti di questi gruppi?

I pianeti del Sistema Solare si dividono in pianeti terrestri e pianeti giganti. Differiscono per composizione e dimensione. I pianeti terrestri sono rocciosi e di piccole dimensioni. I pianeti giganti hanno una composizione di gas e polvere e sono di grandi dimensioni.

6. In che modo il Sole influenza la Terra?

Il sole attrae la Terra ed è responsabile del suo movimento. Fornisce alla Terra calore e luce, che influenzano gli organismi viventi. La radiazione solare influenza il campo magnetico terrestre.

7. Dai un nome ai pianeti del sistema solare. Quali di essi ricevono più luce e calore dal Sole rispetto alla Terra e quali ne ricevono meno?

Pianeti del sistema solare: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno. Mercurio e Venere ricevono più luce e calore della Terra. Tutti gli altri pianeti ricevono meno calore e luce rispetto alla Terra.

8. Come si chiama un giorno? Quanto dura un giorno terreno? In quali condizioni la giornata può allungarsi o accorciarsi?

Il giorno è un'unità di tempo fondamentale, data dalla natura. La durata di una giornata terrena è di 24 ore. La durata del giorno può cambiare al variare della velocità di rotazione della Terra attorno al proprio asse: aumentando la velocità di rotazione si accorcia il giorno, rallentandola lo si aumenta.

9. Quali sono le conseguenze geografiche della rotazione della Terra attorno al proprio asse?

La rotazione attorno al proprio asse influenza la forma del pianeta. Di conseguenza, c'è un cambiamento del giorno e della notte. A causa della rotazione assiale della Terra, tutti gli oggetti in movimento sulla Terra vengono deviati verso destra nella direzione del loro movimento nell'emisfero settentrionale e verso sinistra nell'emisfero meridionale.

10. Come si chiama un anno? Quanto dura un anno terrestre? Perché ogni quarto anno sulla Terra è più lungo di un giorno rispetto ai tre precedenti? Come si chiamano questi anni allungati?

Un anno è il periodo di tempo durante il quale la Terra compie una rivoluzione completa attorno al Sole nella sua orbita. L'anno terrestre è di 365 giorni. Ogni quarto anno è un giorno più lungo dei tre precedenti ed è chiamato anno bisestile. Il fatto è che la durata di una giornata terrena è di poco più di 24 ore. Quindi in un anno accumuli 6 ore in più. Per comodità si considera un anno pari a 365 giorni. E ogni quattro anni aggiungi un giorno in più.

11. Cos'è un polo geografico, l'equatore? Qual è la lunghezza dell'equatore terrestre?

Un polo geografico è un punto convenzionale sulla superficie terrestre in cui si interseca con l'asse terrestre.

L'equatore è un cerchio immaginario sulla superficie della Terra, disegnato a distanze uguali dal Polo Nord e dal Polo Sud.

La lunghezza dell'equatore è 40076 km.

12. Perché la distanza dal centro della Terra ai poli geografici è inferiore a quella dal centro della Terra all'equatore?

Il raggio polare è minore del raggio equatoriale perché la Terra non è una sfera perfetta, ma è leggermente appiattita ai poli.

13. Perché le stagioni cambiano sulla Terra?

La Terra non solo ruota attorno al Sole, ma mantiene anche l'inclinazione del suo asse. Ciò porta a un riscaldamento non uniforme delle diverse aree nel corso dell’anno, che provoca il cambio delle stagioni.

14. Quali sono le conseguenze geografiche della rotazione della Terra attorno al Sole?

La conseguenza del movimento della Terra attorno al Sole è il cambio delle stagioni, i ritmi annuali della natura vivente e inanimata.

Orbite dei pianeti del sistema solare. Il Pianeta Nove potrebbe spostare le orbite di tutti i pianeti del sistema solare

Un nuovo studio congiunto condotto da Elizabeth Bailey e dagli scopritori del Pianeta Nove, Konstantin Batygin e Mike Brown, riferisce che questo pianeta geloso potrebbe aver spostato le orbite di tutti gli altri otto pianeti del sistema solare.

Un nuovo studio congiunto condotto da Elizabeth Bailey e dagli scopritori del Pianeta Nove, Konstantin Batygin e Mike Brown, riferisce che questo pianeta geloso potrebbe aver spostato le orbite di tutti gli altri otto pianeti del sistema solare. Se esistesse, potrebbe spiegare perché i pianeti non sono in linea con il Sole.

Gli otto pianeti principali orbitano ancora attorno alla nostra stella nel piano originario del disco protoplanetario da cui sono nati. Anche il sole ruota attorno al proprio asse, ma sorprendentemente l'asse è inclinato di un angolo di 6 gradi rispetto ad una linea perpendicolare al piano dei pianeti.

Esistono diverse teorie per spiegare questa inclinazione, tra cui una stella che passa miliardi di anni fa, o l'interazione tra il campo magnetico del Sole e il disco primordiale di gas e polveri da cui è nato il Sistema Solare. Ma hanno difficoltà a spiegare perché l’asse di rotazione è allineato in quel modo rispetto ad altri pianeti.

In precedenza, Michael Brown e Konstantin Batygin del California Institute of Technology (USA) avevano sostenuto che il Pianeta Nove potrebbe essere responsabile di alcuni movimenti irregolari dei corpi ghiacciati nel sistema solare esterno. La nuova idea si estende alle orbite di tutti i principali pianeti.

"Ci crediamo ancora una volta pianeta aperto ha un'inclinazione significativa e, se esiste, sposterà le orbite di altri corpi. Questi sono pezzi dello stesso puzzle che sembrano combaciare e, oltre a ciò, parlano a favore dell’esistenza del Pianeta Nove”, ha affermato Elizabeth Bailey.

Il lontano pianeta ha una massa compresa tra 5 e 20 volte quella della Terra e ha un'orbita estremamente eccentrica. Questa traiettoria allungata suggerisce che una volta si trattava di un esopianeta rubato dal Sole a un'altra stella.

Se questo furto avvenisse abbastanza presto, il suo impatto gravitazionale sarebbe sufficiente a disallineare le orbite dei pianeti rispetto al Sole. Il Pianeta Nove non potrebbe spostare Giove, Saturno, Urano e Nettuno individualmente. L'intero sistema solare si inclinò completamente.

“L’inclinazione del Pianeta Nove, non la sua massa, è il fattore chiave. Se fosse una questione di massa, Giove sarebbe il principale sospettato. È importante che il piantagrane sia al di fuori del piano generale. Giove non può cambiare il proprio angolo di inclinazione”, ha commentato Alessandro Morbidelli dell'Osservatorio della Costa Azzurra (Francia), che è giunto ad una conclusione simile nel suo studio indipendente.

L'inclinazione del Sole non dimostra ancora l'esistenza del Pianeta Nove. Innanzitutto, dobbiamo ancora vederlo almeno attraverso un telescopio.

In che direzione ruotano i pianeti attorno al Sole?

Tutti gli otto pianeti del Sistema Solare orbitano attorno al Sole nella stessa direzione in cui ruota il Sole, cioè in senso antiorario se visti dal Polo Nord della Terra. Anche sei pianeti ruotano attorno al proprio asse nella stessa direzione.

Video Perché le ORBITE DEI PIANETI giacciono sullo stesso piano

La posizione dei pianeti nel Sistema Solare. Brevi informazioni sui pianeti del sistema solare

Il numero dei pianeti nel Sistema Solare è 8 e sono classificati in ordine di distanza dal Sole:

• I pianeti interni o pianeti terrestri sono Mercurio, Venere, Terra e Marte. Sono costituiti principalmente da silicati e metalli
• I pianeti esterni - Giove, Saturno, Urano e Nettuno - sono i cosiddetti giganti gassosi. Sono molto più massicci dei pianeti terrestri. I pianeti più grandi del sistema solare, Giove e Saturno, sono costituiti principalmente da idrogeno ed elio; I giganti gassosi più piccoli, Urano e Nettuno, contengono nelle loro atmosfere metano e monossido di carbonio, oltre a idrogeno ed elio.

Riso. 1. Pianeti del Sistema Solare.

L'elenco dei pianeti del Sistema Solare, in ordine dal Sole, si presenta così: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Elencando i pianeti dal più grande al più piccolo, questo ordine cambia. Il pianeta più grande è Giove, seguito da Saturno, Urano, Nettuno, Terra, Venere, Marte e infine Mercurio.

Tutti i pianeti orbitano attorno al Sole nella stessa direzione della rotazione del Sole (in senso antiorario se visti dal polo nord del Sole).

Mercurio ha la velocità angolare più alta: riesce a completare una rivoluzione completa attorno al Sole in soli 88 giorni terrestri. E per il pianeta più distante, Nettuno, il periodo orbitale è di 165 anni terrestri.

La maggior parte dei pianeti ruota attorno al proprio asse nella stessa direzione in cui ruota attorno al Sole. Le eccezioni sono Venere e Urano, con Urano che ruota quasi “sdraiato su un fianco” (l’inclinazione dell’asse è di circa 90 gradi).

La sequenza dei pianeti nel sistema solare e le loro caratteristiche.

Se osservate una mappa del sistema solare noterete subito che tutti i pianeti ruotano sullo stesso piano attorno alla stella al centro. E di questo non possiamo dare la colpa all'editore della mappa, che ha deciso di risparmiare sulla carta. No, i corpi celesti qui sono davvero allineati in una specie di linea.

Orbite dei pianeti del sistema solare

La gente lo notava anche prima dell'invenzione dei telescopi, registrando semplicemente la posizione del Sole e dei pianeti nel cielo. Per capire perché sono finiti sullo stesso piano, dobbiamo risalire alla formazione del Sistema Solare. C'era una volta un'enorme nube sferica di gas e polvere che ruotava lentamente. Poi, per qualche motivo, cominciò a crollare. In termini più semplici, rimpicciolisci. Gli scienziati non possono dire con certezza il motivo che ha dato inizio a questo sviluppo di eventi, ma molto probabilmente si è trattato di un'esplosione di supernova non molto distante.

Comunque sia, la gravità ha costretto la nuvola di gas e polvere ad addensarsi, sempre più forte. Man mano che questa sfera diminuiva di dimensioni, ruotava più velocemente. Questa è una delle leggi fisiche fondamentali relative ai sistemi rotanti. Si chiama “conservazione del momento angolare”. L'entità di questo momento in un particolare oggetto dipende da due fattori: distribuzione della massa e velocità di rotazione. Se uno cambia, il secondo deve essere compensato: il momento angolare totale rimane invariato, si conserva.

L'ordine e le traiettorie dei pianeti del sistema solare

Ciò significa che quando la gigantesca nube di gas e polvere si è ridotta di dimensioni, ha ruotato più velocemente. Alla fine questa rotazione creò una forza sufficiente per appiattire la nuvola in un disco. Immaginalo visivamente in questo modo: hai un pezzo di pasta rotondo, inizi a ruotarlo rapidamente attorno al proprio asse e si trasforma in una focaccia per pizza. Questo, tra l’altro, non è un modello puramente teorico. Osserviamo visivamente la formazione di questi dischi attorno a giovani stelle, anche nella nostra galassia.

Torniamo, però, miliardi di anni fa alla nostra stella natale. All'interno del disco risultante, particelle di polvere e gas si scontravano costantemente tra loro e si univano, dando luogo alla formazione di corpi celesti sempre più voluminosi. La stragrande maggioranza di essi non è diventata più grande degli asteroidi a forma di patata, ma c'erano anche quelli che si sono trasformati nella Terra e negli altri sette pianeti del sistema solare. Poiché si sono formati tutti all'interno di un disco rotante di materia, che può essere solo piatto, questi oggetti sono finiti sullo stesso piano. Inoltre, ruotano nella stessa direzione attorno al Sole.

Pianeti del sistema solare

Ci sono molti oggetti più piccoli che si muovono attorno al Sole su orbite inclinate: Plutone, comete e alcuni asteroidi. Probabilmente tutti inizialmente si trovavano nel piano descritto, ma ne furono spinti fuori da Giove o Nettuno nel periodo in cui questi pianeti raggiunsero le loro posizioni attuali. Ma furono fortunati: si ritiene che questi giganti abbiano lanciato molti piccoli corpi celesti completamente oltre il sistema solare.

Ad alcuni questo può sembrare strano, ma il fatto che tutti i pianeti ruotino sullo stesso piano è un fenomeno comune che si osserva anche in altri sistemi stellari a noi conosciuti; Naturalmente, non ha senso arrabbiarsi per questa ordinarietà. Ricorda che abbiamo qualcosa che non siamo ancora stati in grado di rilevare da nessuna parte nell'Universo. Vita intelligente. Persone. A questo proposito, siamo ancora piuttosto unici.

Come ruotano i pianeti attorno al Sole?

La terra gira attorno al sole. Marte ruota attorno al Sole. Anche Venere, Mercurio, Nettuno, Urano e Saturno. La Luna e la Stazione Spaziale Internazionale orbitano attorno alla Terra.

I. Kulik, I.V. Piovanello

Metodo per determinare l'eccentricità dell'orbita di un pianeta

Parole chiave: tempo, orbita, linea absidale, linea parametrica, anomalia media, anomalia vera, equazione di centro, raggio temporale.

V.I. Kulik, I.V. Kulik

Tecnica di definizione dell'eccentricità dell'orbita del pianeta

Viene offerta la tecnica per definire le orbite di eccentricità solo misurando la posizione angolare di un pianeta.

Parole chiave: tempo, orbita, linea absidale, parametri della linea, anomalia media, anomalia vera, equazione del centro, tempo del raggio uniformemente rotante.

Esistono varie espressioni per determinare l'eccentricità orbitale.

Ecco una serie di espressioni per determinare l'eccentricità "e" dell'orbita.

Riso. 1. Quando si passa da RB a RH, con c = 1,5; A = 4,5; Ro = 4 se

se ¥ = ^, allora< = 1,230959418

5. e = VH - VB VH + VB

R B - RH RH + RH

Tuttavia, quasi tutte le espressioni contengono espressioni lineari. Nell'astronomia teorica viene presa in considerazione la relazione

parametri che, sulla Terra, possono essere misurati tra l'anomalia reale φ e l'anomalia media %

direttamente impossibile. Parametri dell'orbita del pianeta. Nel movimento orbitale della Terra, vedere Fig. 2,

(Fig. 1). Il nostro obiettivo è determinare la vera anomalia della posizione della Terra in orbita

L'eccentricità di qualsiasi sistema planetario, misurata dall'angolo φ tra i raggi vettori: il Sole

solo la sua posizione angolare sulla sfera celeste e (fuoco dell'orbita M) - il perielio e il Sole - Terra, cioè il periodo della sua rivoluzione attorno al centro.

Riso. 2. Parametri dell'orbita

L'anomalia media è l'angolo tra il raggio vettore Sole - perielio (sulla linea absidale) e il raggio vettore (non mostrato in Fig. 2), rotante uniformemente (nella direzione del movimento della Terra) con

velocità angolare n = , dove T è il periodo

la rivoluzione della Terra attorno al Sole, espressa in unità solari (medie).

Inoltre, la rotazione del vettore (Sole M - Terra t) avviene in modo tale che la sua estremità, situata in orbita e che si muove in modo non uniforme lungo di essa, contemporaneamente all'estremità del vettore che ruota uniformemente (nella direzione del movimento della Terra) con

velocità angolare n = ■

passa i punti dell'abside,

cioè per i punti absidali abbiamo φ = £. Con un valore n l'anomalia media è determinata dalla formula: * / 2 - n.

dove t è l'intervallo di tempo dal momento del passaggio

La Terra attraverso il perielio. Differenza φ - £ = φ---1 =

P è detta equazione del centro. Riflette l'irregolarità del movimento annuale della Terra; ciò vale nella stessa misura per il movimento apparente annuale del Sole. Nell'astronomia teorica, la formula per questa differenza è determinata approssimativamente.

Nella regione del perigeo (PE) il movimento del pianeta è veloce, mentre nella regione dell'apogeo (AP) è lento. Nel tratto della traiettoria tra PE e AP, il raggio vettore della rivoluzione terrestre si muove davanti al raggio del tempo che ruota uniformemente, cioè l'angolo p > C (Fig. 3), mentre sull'altra metà dell'orbita, o dall'altra parte di

linee absidali, tra i punti AP e PE, il raggio vettore della rivoluzione terrestre si muove dietro il raggio del tempo che ruota uniformemente, cioè l'angolo p< С

(Fig. 3). Nella fig. La figura 3 mostra anche il trasferimento dell'origine del moto dal perigeo O sulla linea delle absidi a Og (t.) sulla linea degli equinozi.

E se contiamo il tempo (e altri parametri) dalla linea delle absidi (sia dal punto PE che è iniziato un nuovo ciclo naturale di movimento o dal punto AP), allora i calcoli mostrano la simmetria di tutti i parametri, vedere il grafico f relativo alla linea sd. Ma se spostiamo il punto di riferimento sulla linea degli equinozi nel punto Og (nel punto G2) (Fig. 3), allora la simmetria viene distrutta, vedi il grafico di φ "relativo alla linea C, vedi Fig. 3. Proprio come il grafico dell'angolo p" , e il grafico dell'angolo T] non sono simmetrici rispetto alla retta C". Solo nella zona indicata dalle frecce B, il pianeta “supera” il tempo e l'angolo p" >

C, in tutti gli altri punti della traiettoria il pianeta “è in ritardo” rispetto al raggio di tempo e angolo che ruota uniformemente (< д (рис. 3).

Il grafico dell'angolo di ascensione del Sole, angolo /, è sempre considerato compreso tra i punti dell'equinozio di primavera e autunno, cioè tra i punti y e O della retta

equinozi, è simile rispetto alla linea C

(o linee temporali?" = С "р), tuttavia, la durata del tempo (cioè, a seconda del tempo) è diversa su entrambi i lati della linea degli equinozi (Fig. 2 e 3).

Riso. 3. Cambio di punto di riferimento: O - dal perigeo, O" - dalla linea degli equinozi

L'eccentricità orbitale può essere determinata dall'equazione per l'anomalia media del pianeta, vale a dire:

Spiegazione della formula proposta (*) quando si passa dall'apogeo (AP):

dove = 2 arcSin J^1 * e^ zA ; da cui z^ = Sin2^.

A sua volta il valore di zA dipende dall’angolo fA oppure za =~l-~-, da qui la vera anomalia

pianeti: (a = arcCoS

Spiegazione della formula proposta (*) quando ci si sposta dal perigeo (PE):

%п =^f- fn =^п - e sinvnl

¥ zn -eK.-e)J¿)

dove ШП = 2 arcSin J--- zп, da cui zП = -2- Sin2 ^П-

A sua volta, il valore di 2P dipende dall'angolo FP o Zï

(1- cos(n) 1 + e cos rn

da dove viene la vera anomalia?

pianeti: rp = arcCoS

Ulteriore. Le figure 4 e 5 mostrano le orbite di un pianeta che hanno la stessa distanza media A dal centro attorno al quale ruota il pianeta. Inoltre, nella Fig. 4, le orbite sono mostrate con un centro di simmetria fisso (fisso) nel punto O e una posizione variabile del fuoco (/1, /2, /3) dell'orbita, e in Fig. 5, le orbite sono mostrate con una posizione stazionaria (fissa) del fuoco nel punto ^ e una posizione variabile del centro di simmetria (punto Oz,

O2, Oz), orbite. Il raggio Yao è un parametro orbitale (Fig. 2).

Nella formula precedente (*), il segno (+) corrisponde al caso in cui si prende come origine di riferimento o movimento l'inizio del movimento dall'apogeo al perigeo, cioè dal raggio Jav (o Jaap) al raggio Yang (o Jape), e il segno (-) corrisponde al caso in cui l'inizio del riferimento o movimento viene considerato come l'inizio del movimento dal perigeo all'apogeo, cioè dal raggio Yang (o Yape) a il raggio Yav (o Jaap).

Riso. 4. Parametri orbitali per un centro di simmetria fisso O

Riso. 5. Parametri dell'orbita con fuoco fisso F

Se consideriamo, Fig. 2, 4 e 5, quando il pianeta si sposta dall'apogeo (dal raggio Rav) all'angolo (a = Ra =

, (e prima (a = 2~ " - il pianeta si sta avvicinando al centro di massa (al fuoco dell'orbita) e

la formula (1) è quindi semplificata il tempo passerà:

arcSin^1 + e) ​​​​+ e-y/1 - e2

oppure tB = tA =

Se consideriamo, Fig. 2, 4 e 5, quando il pianeta si sposta dal perigeo (dal raggio Yang) di un angolo Рн = Рп = 2", allora

c'è, - movimento dall'angolo (n = 0 a Pn =, - il pianeta si allontana dal centro di massa (dal fuoco dell'orbita) e la formula (2) semplifica, - quindi il tempo passerà:

oppure tH = tn = -

Quindi l'anomalia media del pianeta mentre il pianeta si sposta dall'apogeo sarà:

= "tA =¥a + e - sin^A = 2 arcSinу" (1 + e)

E - jre = 2 - arcSin + e-JR0 . 2 V2 - AV A

Qui abbiamo ovunque: (a = Рп = , и = 1п = 0. Di conseguenza, l'anomalia media del pianeta quando il pianeta si sposta dal perigeo sarà:

Tn =Wu - e - sin^n = 2 - arcSin - e-^l 1 - e2 = 2 - arcSin^^-.

Se consideriamo ora due formule semplificate e cioè:

Dr - tA = 2 - arcSin Aii+^i + e-V 1 - e2

Tn = 2 - arcSin J- e-VI-\

quindi in ciascuno di essi, oltre al periodo orbitale T, sono presumibilmente visibili altre due quantità sconosciute: u ed e. Ma non è così. Dalle osservazioni astronomiche possiamo sempre determinare: 1) il periodo di rivoluzione del pianeta - T; 2) angolo

Рд = Рп = - rotazione del raggio lungo il quale si muove il pianeta; 3) tempo tA o per il quale il raggio specificato

ruoterà di un angolo p^ = rd = rts = - dalla linea absidale.

Se il periodo siderale di rivoluzione del pianeta è T = 31558149,54 secondi, ed il raggio su cui si trova il pianeta

ruota dell'angolo рг- = рА = - e, allo stesso tempo, l'intervallo di tempo dal momento in cui la Terra attraversa l'apogeo

linee absidali, o tempo tA del movimento del pianeta dall’apogeo all’angolo p = - è la quantità

g = T.0.802147380127504 = 8057787.80589431 [s], p

quindi dall'equazione trascendente

GA = ^T. 0.802147380127504 ^ = = 2.0.802147380127504 = 1. 6042947602 5501= 2. arcW^1^ + e ^ 1_ e2,

oppure 0,802147380127504[rad] = arcBt^1^ +£^ 1 _e2,

determinare l'eccentricità.

Il valore dell'eccentricità è pari a e = 0,01675000000.

Allo stesso modo, se l’intervallo di tempo dal momento in cui la Terra passa attraverso il perigeo della linea absidale, o il tempo ^ del movimento del pianeta dal perigeo ad un angolo

p = F è il valore GP = T. 0,768648946667393 = 7721286,96410569 [s], quindi da 2 p

equazione trascendentale

GP = -.(T.0,768648946667393

bp t p t I p

2-0.768648946667393 = 1.53729789333479 = 2 arcoSini^-^ _1 _e2

o 0,768648946667393 = a^t^-^ _£1 _e2,

è possibile determinare l'eccentricità orbitale.

Il valore dell'eccentricità è pari a e = Qui + £ä = 1.6042947602550 + 1.53729789333479: 0.016750000. 3.14159265358979 = p.

Qui sempre fl + fp = p

È chiaro che questo problema è reversibile, e utilizzando altre due quantità note si può sempre trovare

^ + t^ = - terza quantità sconosciuta.

Letteratura

1. Kulik V.I. Organizzazione dei pianeti nel sistema solare. Organizzazione strutturale e moti oscillatori dei sistemi planetari in un sistema solare multimassa / V.I. Kulik, I.V. Kulik // Verlag. - Deutschland: Lap lambert Academic Publishing, 2014. - 428 p.

2. Mikhailov A.A. La Terra e la sua rotazione. - M.: Nauka, 1984.

3. Khalkhunov V.Z. Astronomia sferica. - M.: Nedra, 1972. - 304 p.

L'ellisse corrispondente. Più in generale, l'orbita di un corpo celeste è una sezione conica (cioè un'ellisse, una parabola, un'iperbole o una retta) e presenta un'eccentricità. L'eccentricità è invariante rispetto ai movimenti piani e alle trasformazioni di somiglianza. L'eccentricità caratterizza la “compressione” dell'orbita. Si calcola con la formula:

Può essere diviso aspetto orbita in cinque gruppi:

• Impossibile analizzare l'espressione (file eseguibile texvc non trovato; Vedi math/README per la guida alla configurazione.): \varepsilon = 0- circonferenza
• Impossibile analizzare l'espressione (file eseguibile texvc non trovato; Vedi matematica/README - aiuto con la configurazione.): 0< \varepsilon < 1 - ellisse
• Impossibile analizzare l'espressione (file eseguibile texvc non trovato; Vedi math/README per la guida alla configurazione.): \varepsilon = 1- parabola
• Impossibile analizzare l'espressione (file eseguibile texvc non trovato; Vedere matematica/README per la guida alla configurazione): 1< \varepsilon < \infty - iperbole
• Impossibile analizzare l'espressione (file eseguibile texvc non trovato; Vedi math/README per la guida alla configurazione.): \varepsilon = \infty- diretto (caso degenerato)

La tabella seguente mostra le eccentricità orbitali di alcuni corpi celesti (ordinate in base alla dimensione del semiasse maggiore dell'orbita, satelliti - dentellati).

Guarda anche

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Appunti

Un estratto che caratterizza l'eccentricità dell'orbita

L'eccentricità (indicata con e o ε) è uno dei sei elementi orbitali kepleriani. Insieme al semiasse maggiore determina la forma dell'orbita.

Determinazione dell'eccentricità

La prima legge di Keplero afferma che l'orbita di qualsiasi pianeta del sistema solare è un'ellisse. L'eccentricità determina quanto è diversa l'orbita da un cerchio. È uguale al rapporto tra la distanza dal centro dell'ellisse (c) al suo semiasse maggiore (a).

Il fuoco del cerchio coincide con il centro, cioè c = 0. Anche qualsiasi ellisse c 1 – iperbole. Cioè, un oggetto la cui orbita ha un'eccentricità uguale o maggiore di uno non ruota più attorno a un altro oggetto. Un esempio di ciò sono alcune comete che, una volta visitate il Sole, non vi ritornano mai più. Ad un'eccentricità pari a infinito, l'orbita è una linea retta.

Eccentricità degli oggetti del Sistema Solare

Orbita di Sedna. Al centro delle coordinate c'è il Sistema Solare, circondato da uno sciame di pianeti e oggetti conosciuti della Cintura di Kuiper.

Nel nostro sistema, le orbite dei pianeti sono insignificanti. Ha l'orbita più “circolare”. Il suo afelio è solo 1,4 milioni di km più grande del perielio, e la sua eccentricità è 0,007 (per la Terra è 0,016). Plutone si muove su un'orbita piuttosto allungata. Con ε = 0,244, a volte si avvicina al Sole anche più vicino di Nettuno. Tuttavia, da quando Plutone è recentemente rientrato nella categoria dei pianeti nani, Mercurio ha ora l'orbita più allungata tra i pianeti, con ε = 0,204.

Tra i pianeti nani, Sedna è il più notevole. Avendo ε = 0,86, compie una rivoluzione completa attorno al Sole in quasi 12mila anni, allontanandosi da esso all'afelio di più di mille unità astronomiche. Tuttavia, anche questo non è paragonabile ai parametri orbitali delle comete di lungo periodo. I loro periodi orbitali a volte ammontano a milioni di anni e molti di loro non torneranno mai al Sole, ad es. hanno un'eccentricità maggiore di 1. possono contenere trilioni di comete distanti dal Sole 50-100mila unità astronomiche (0,5 – 1 anno luce). A tali distanze possono essere influenzati da altre stelle e dalle forze di marea galattiche. Pertanto, tali comete possono avere orbite molto imprevedibili e variabili con eccentricità molto diverse.

Infine, la cosa più interessante è che anche il Sole non ha affatto un'orbita circolare, come potrebbe sembrare a prima vista. Come è noto, il Sole si muove attorno al centro della Galassia, compiendo il suo percorso in 223 milioni di anni. Inoltre, a causa delle innumerevoli interazioni con le stelle, ha ricevuto un'eccentricità piuttosto evidente di 0,36.

Eccentricità in altri sistemi

Confronto dell'orbita di HD 80606 b con i pianeti interni del Sistema Solare

La scoperta di altri sistemi solari comporta inevitabilmente la scoperta di pianeti con parametri orbitali molto bizzarri. Un esempio di ciò sono gli eccentrici Giove, giganti gassosi con eccentricità piuttosto elevate. Nei sistemi con tali pianeti, l'esistenza di pianeti simili alla Terra è impossibile. Cadranno inevitabilmente sui giganti o diventeranno i loro satelliti. Tra i Giove eccentrici scoperti finora, HD 80606b ha l'eccentricità più alta. Si muove attorno ad una stella leggermente più piccola del nostro Sole. Questo pianeta al perielio si avvicina alla stella 10 volte più vicino di quanto non faccia Mercurio al Sole, mentre all'afelio si allontana da essa di quasi un'unità astronomica. Pertanto, ha un'eccentricità di 0,933.

Vale la pena notare che sebbene questo pianeta attraversi la zona della vita, non si può parlare di alcun tipo di biosfera abituale. La sua orbita crea un clima estremo sul pianeta. Durante un breve periodo di avvicinamento alla stella, la temperatura della sua atmosfera cambia di centinaia di gradi nel giro di poche ore, con la conseguenza che la velocità del vento raggiunge molti chilometri al secondo. Altri pianeti con coefficienti elevati hanno condizioni simili. Lo stesso, ad esempio, avvicinandosi al Sole, acquista un'atmosfera estesa, che si deposita sotto forma di neve man mano che si allontana. Allo stesso tempo, tutti i pianeti simili alla Terra hanno orbite vicine a quelle circolari. Pertanto, l'eccentricità può essere definita uno dei parametri che determina la possibilità della presenza di vita organica sul pianeta.