Форма орбит планеты вокруг солнца

Орбиты планет Солнечной системы

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:

«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

Какая форма у орбит планет Солнечной системы?

Традиционно многие представляют орбиты планет как окружности. Но действительно ли планеты вращаются вокруг Солнца по круговым траекториям?

На самом деле нет. Ещё в начале XVII в. Иоганн Кеплер проанализировал результаты наблюдений за Марсом и осознал, что его орбита имеет форму эллипса, то есть, грубо говоря, овала. Эллипс обладает двумя фокусами, и как раз в одном из них и располагается звезда. Со временем наблюдения подтвердили, что эллиптическую орбиту имеют все планеты Солнечной системы, а также и другие тела (астероиды, карликовые планеты), обращающиеся вокруг Солнца. Более того, спутники планет также вращаются вокруг своих планет по траекториям эллиптичной формы.

Из-за такой формы расстояние между каждой планетой и Солнцем меняется со временем. Точка орбиты, наиболее удаленная от звезды, именуется афелием, а ближайшая к светилу точка называется перигелием.

Стоит отметить, что окружность является частным случаем эллипса. Существует специальное число, называемое эксцентриситетом, которое показывает, насколько эллипс близок к окружности. Если он равен нулю, то эллипс является идеальным кругом, а если близок к единице, то эллипс становится сильно растянутым. Например, расстояние между Землей и Солнцем меняется от 147 млн км в перигелии до 152 млн км в афелии, и эксцентриситет земной орбиты равен 0,017. Наибольшим эксцентриситетом, равным 0,206, обладает Меркурий, его радиус орбиты меняется от 46 до 70 млн км.

На самом деле эллиптичность орбиты можно математически доказать, используя законы Ньютона и рассматривая взаимодействия Солнца и планеты. Однако, если учесть ещё и взаимодействие планет между собой, то окажется, что форма орбит станет откланяться от идеального эллипса! Такие отклонения называют возмущениями. Из-за них абсолютно точно рассчитать орбиты становится невозможно. Так, астрономы не могут сказать, где именно окажется Плутон на небе через 20 млн лет, хотя прогноз на несколько тысячелетий вперед им вполне по силам.

Список использованных источников

Источник

Какую форму имеют орбиты планет Солнечной системы

Какую форму имеют орбиты планет Солнечной системы
Как выглядит Солнечная система
Какие планеты есть в Солнечной системе

Орбиты меньших внутренних планет

Меркурий, Венера, Земля и Марс входят в группу так называемых меньших внутренних планет или планет земной группы: они небольшие, твердые, состоят из металлов силикатов и находятся ближе всего к Солнцу. У Меркурия одна из самых вытянутых орбит, меньше всего похожих на форму круга. Ее эксцентриситет – числовое выражение отклонения от окружности – составляет 0,205. Орбита Меркурия расположена почти в 58 миллионах километров от Солнца. На плоскости эклиптики она тоже лежит неровно, под углом в 7 градусов.

Планета движется по орбите со скоростью 48 километров в секунду, делая оборот вокруг солнца за 88 суток.

Орбита Венеры очень близка по форме к кругу, в отличие от Меркурия (эксцентриситет равен 0,0068). Наклон к плоскости эклиптики у нее тоже очень небольшой: около 3,4 градусов. Планета обращается со скоростью 35 километров в секунду, делая полный оборот за 225 суток.

Орбита Земли эллиптическая, ее длина – более 930 миллионов километров. Скорость движения планеты по орбите не постоянная: она минимальна в июле и максимальна в феврале.

Марс находится в 55 миллионах километров от Земли и в 400 миллионах километров от Солнца. Ее орбита имеет форму очень выраженного эллипса, но не настолько вытянутого, как у Меркурия, с эксцентриситетом в 0,0934. Она наклонена к плоскости эклиптики под градусом 1,85.

Орбиты газовых гигантов

Остальные четыре планеты Солнечной системы – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – называются газовыми гигантами или внешними планетами. Эллипс орбиты Юпитера имеет эксцентриситет около 0,0488, поэтому разница между самым близким и самым далеким расстоянием от Солнца составляет около 76 миллионов километров.

Юпитер быстрее всего вращается вокруг своей оси по сравнению с остальными планетами Солнечной системы, а вокруг Солнца он совершает полный оборот почти за 12 лет.

Орбита Сатурна немного более вытянутая, чем у Юпитера (эксцентриситет 0,056), из-за чего разность расстояний до Солнца составляет целых 162 миллиона километров. Сатурн движется с небольшой скоростью – около 9,7 километров в секунду. Орбита Урана почти круговая, но с небольшими отклонениями к форме эллипса. Расхождения в расчетах между предполагаемой и наблюдаемой орбитой позволили предположить в середине XIX века, что за Ураном находится еще одна планета.

Нептун имеет небольшой эксцентриситет – 0,011. Его орбита настолько длинная, что свой полный оборот он совершает за 165 лет – столько времени прошло со времени открытия планеты.

Источник

Что такое орбита планеты?

Знаете ли вы, что такое орбита планеты? География (6 класс) дала нам понятие о строении Солнечной системы, но многие наверняка так и не поняли, что же это такое, для чего она нужна и что будет, если планета изменит свою орбиту.

Понятие орбиты

Итак, что такое орбита планеты? Самое простое определение: орбита — это путь тела вокруг Солнца. Тяготение вынуждает космическое тело двигаться по одному и тому
же пути вокруг звезды из года в год, из миллиона лет в следующий миллион. В среднем планеты имеют эллипсоидную орбиту. Чем ближе ее форма приближена к кругу,
тем стабильнее погодные условия на планете.

Основные характеристики орбиты – период обращения и радиус. Средний радиус – это средняя величина между минимальным значением диаметра орбиты и
максимальным. Период обращения – это тот отрезок времени, который необходим небесному телу для того, чтобы полностью пролететь вокруг звезды.Чем больше
расстояние, разделяющее звезду и планету, тем больше будет период обращения, поскольку воздействие гравитации звезды на окраине системы гораздо слабее, чем в ее центре.

Поскольку абсолютно круглой не может быть ни одна орбита, в течение планетарного года планета бывает на различном удалении от звезды. Место, где
планета ближе всего расположена к звезде, принято называть периастром. Точка, самая далекая от светила, напротив, именуется апоастром. Для Солнечной системы это
перигелий и афелий соответственно.

Элементы орбиты

Что такое орбита планеты, понятно. Что же представляют ее элементы? Существует несколько элементов, которые принято выделять у орбиты. Именно по этим параметрам ученые определяют вид орбиты, характеристики движения планеты и некоторые другие несущественные для обывателя параметры.

Эксицентриситет. Это показатель, который помогает понять, насколько вытянута орбита планеты. Чем ниже эксицентриситет, тем более округлую форму имеет орбита, тогда как небесное тело с высоким эксицентриситетом движется вокруг звезды по сильно вытянутому эллипсу. Планеты Солнечной системы имеют крайне низкие эксицентриситеты, что говорит об их практически круглых орбитах. Для комет характерны необычайно высокие эксцентриситеты.
Большая полуось. Ее рассчитывают от планеты до усредненной точки на половине пути вдоль орбиты. Это не синоним апастрона, поскольку звезда располагается не в центре орбиты, а в одном из ее фокусов.
Наклонение. Для этих расчетов орбита планеты представляет собой некую плоскость. Второй параметр – базовая плоскость, то есть орбита какого-то конкретного тела в звездной системе или же принятая условно. Так в Солнечной системе базовой считают орбиту Земли, ее принято называть эклиптикой. Для планет других звезд таковой принято считать ту плоскость, которая лежит на линии обозревателя с Земли. В нашей системе почти все орбиты расположены в плоскости эклиптики. Однако кометы и некоторые другие тела движутся под высоким углом к ней.

Орбиты солнечной системы

Итак, обращение вокруг звезды – это то, что называют орбитой планеты. В нашей Солнечной системе орбиты всех планет направлены в том же направлении, в котором
вращается Солнце. Такое движение объясняют теорией происхождения Вселенной: после Большого взрыва пратоплазма двигалась в одну сторону, вещества с течением
времени уплотнялись, но их движение не изменилось.

Вокруг собственной оси планеты движутся аналогично вращению Солнца. Исключением из этого являются лишь Венера и Уран, которые вокруг своей оси вращаются в
своем собственном уникальном режиме. Возможно, некогда они подверглись воздействию небесных тел, которые изменили направление их обращения вокруг своей оси.

Плоскость движения в Солнечной системе

Как уже было сказано, орбиты планет в Солнечной системе находятся почти на одной плоскости, близкой к плоскости орбиты Земли. Зная, что такое орбита планеты,
можно предположить, что причина, по которой планеты движутся в практически одной плоскости, вероятнее всего, все та же: некогда вещество, из которого теперь
состоят все тела в Солнечной системе, было единым облаком и вращалось вокруг своей оси под влиянием внешней гравитации. С течением времени вещество
разделилось на то, из которого образовалось Солнце, и то, которое долгое время было пылевым диском, вращающимся вокруг светила. Пыль постепенно образовала
планеты, а направление вращения осталось прежним.

Орбиты других планет

На эту тему сложно рассуждать. Дело в том, что мы знаем, что такое орбита планеты, но до недавнего времени мы не знали, существуют ли вообще планеты у других звезд.
Лишь недавно, используя новейшую аппаратуру и современные методы наблюдения, ученые смогли вычислить наличие планет у других звезд. Такие планеты называют
экзопланетами. Несмотря на невероятную мощность современного оборудования, заснять или увидеть удалось лишь единицы экзопланет, и наблюдение за ними удивило
ученых.

Дело в том, что эти немногие планеты словно совсем не знакомы с тем, что такое орбита планеты. География утверждает, что все тела движутся по извечным
законам. Но похоже что у других звезд законы нашей системы не действуют. Там приближенными к звезде оказались такие планеты, которые, казалось ученым, могут
существовать только на самой окраине системы. И ведут себя эти планеты совсем не так, как им следовало бы себя вести согласно расчетам: они и вращаются не в ту
сторону, что их звезда, и орбиты их лежат в различных плоскостях и имеют слишком вытянутые орбиты.

Внезапная остановка планеты

Собственно говоря, внезапная, ни с чем не связанная остановка вращения Земли просто нереальна. Но допустим, что это произошло.

Несмотря на остановку всего тела, его отдельные элементы не смогут также резко остановиться. А значит, магма и ядро продолжат по инерции свое движение. До полной
остановки вся начинка земли успеет провернуться не один раз, полностью ломая кору Земли. Это вызовет мгновенный выброс громадного количества лавы, громаднейшие
разломы и возникновение вулканов в крайне неожиданных местах. Таким образом, почти моментально на Земле перестанет существовать жизнь.

Кроме того, даже если удастся остановить мгновенно и «начинку», остается еще атмосфера. Она-то продолжит инерционное вращение. А это скорость порядка 500 м/с.
Такой «ветерок» сметет с поверхности все живое и неживое, унося вместе с самой атмосферой в Космос.

Постепенная остановка вращения

Если вращение вокруг своей оси прекратится не внезапно, а в течение длительного времени, минимальный шанс уцелеть существует. В результате исчезновения
центробежной силы океаны устремятся к полюсам, тогда как суша окажется на экваторе. В этой ситуации сутки будут равняться году, а смена сезонов будет соответствовать и наступлению времени суток: утро – весна, день – лето и т.д. Температурный режим будет гораздо более экстремальным, поскольку ни океаны, ни движение атмосферы не будут его смягчать.

Что будет, если Земля сойдет с орбиты?

Еще одна фантазия: что будет, если планета сойдет с орбиты? Просто переместиться на другую орбиту планета не может. Значит, ей помогло сделать это столкновение с другим небесным телом. В этом случае огромной силы взрыв уничтожит все и всех.

Если же предположить, что планета просто остановилась в пространстве, прекратив движение вокруг Солнца, то произойдет следующее. Под действием притяжения Солнца наша планета направится к нему. Догнать его она не сможет, поскольку Солнце тоже не стоит на одном месте. Но пролетит она достаточно близко от светила, чтобы солнечный ветер уничтожил атмосферу, испарил всю влагу и сжег всю сушу. Пустой сгоревший шарик полетит дальше. Достигнув орбит дальных планет, Земля повлияет на их движение. Оказавшись вблизи планет-гигантов, Земля, скорее всего, будет разорвана на мелкие кусочки.

Таковы сценарии вероятных событий при остановке Земли. Впрочем, ученые на вопрос «может ли планета сойти с орбиты» отвечают однозначно: нет. Она более или
менее успешно существовала более 4.5 миллиардов лет, и в обозримом будущем нет ничего, что могло бы ей помешать продержаться еще столько же.

Источник