Синодический период обращения планеты вокруг солнца это

Синодический период обращения планеты вокруг солнца это

§ 11. К онфигурация планет. С инодический период

1. Конфигурация планет и условия их видимости

У словия видимости планет Подробные сведения о положении планет и условиях их видимости даются в «Школьном астрономическом календаре» на каждый учебный год. Эту информацию можно найти и в Интернете. меняются по-разному: если Меркурий и Венеру можно видеть только утром или вечером, то остальные — Марс, Юпитер и Сатурн — бывают видны также и ночью. По временам одна или несколько планет могут быть вовсе не видны, поскольку они располагаются на небе поблизости от Солнца. В этом случае говорят, что планета находится в соединении с Солнцем. Если же планета располагается на небе вблизи точки, диаметрально противоположной Солнцу, то она находится в противостоянии . В этом случае планета появляется над горизонтом в то время, когда Солнце заходит, а заходит она одновременно с восходом Солнца. Следовательно, всю ночь планета находится над горизонтом.

Соединение и противостояние, а также другие характерные расположения планеты относительно Солнца называются конфигурациями . Внутренние планеты (Меркурий и Венера), которые всегда находятся внутри земной орбиты, и внешние, которые движутся вне её (все остальные планеты), меняют свои конфигурации по-разному. Названия различных конфигураций внутренних и внешних планет, которые характеризуют расположение планеты относительно Солнца на небе, приведены в таблице и на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. Конфигурации внутренней и внешней планеты

Источник

Конфигурация планет и синодический период

Как известно, все объекты в нашей системе вращаются вокруг Солнца. Но не многие знают, какая вообще существует конфигурация планет Солнечной системы. Вот как раз об этом сегодня и пойдёт речь.

В действительности планетные тела разделяют на нижние и верхние.
Нижние или внутренние: Венера и Меркурий имеют орбиты, расположенные ближе к центральному светилу, чем земная.
А вот у верхних (внешних), наоборот, орбита находится за орбитой Земли. Собственно, к ним относятся Марс, Сатурн, Нептун, Уран и Юпитер.

Не стоит упускать из виду, что условия видимости небесных, в том числе и планетных тел изменяется с течением времени. Например, одни видны с Земли только утром или вечером, а другие можно наблюдать ночью.
Как оказалось, на условия видимости небесных тел с Земли влияет расстояние от Солнца, а также их орбитальные скорости. Но учёные смогли выделить некоторое типичное взаиморасположение объектов.

Венера (утренняя звезда)

Конфигурация планет Солнечной системы — это характерное взаимное расположение Солнца и планет на небесной сфере.

В зависимости от положения планеты относительно Солнца, освещающего её, и непосредственно Земли, откуда за ней наблюдают, видимость в определённой конфигурации меняется.
Между прочим, видимое передвижение верхних планет происходит без смены фаз. Правда, если они достигают диаметрально противоположной точки, то это уже называется противостоянием. По сути, они повернуты к нам освещённой стороной и в этот момент их лучше всего видно.

В то же время, для внутренних планет выделяют два вида соединений: нижние и верхние.
Стоит отметить, что соединение — это расположение небесных объектов с точкой совпадения их долготы во время наблюдения за ними с Земли. Другими словами, земной наблюдатель видит точку соединения, например, планеты и Солнца.
Причем в нижнем соединении планетное тело наиболее приближено к нам, а в верхнем, напротив, растёт удалённость от нас. Мы не можем заметить их при этом, поскольку либо их скрывает светило, либо его лучи.

Конфигурация внутренних планет

Синодический период

Помимо этого, есть такое положение планетных объектов, которое определяется как максимально угловое расстояние между ними и Солнцем. К слову, оно называется элонгация.
Для примера, с нашей планеты заметно перемещение Меркурия и Венеры, которое сопровождается сменой фаз. Поскольку они движутся недалеко от Солнца, и мы можем наблюдать их максимальное удаление от него. А вот в зависимости от направления их движения различают утреннюю (западную) и вечернюю (восточную) элонгацию.

По данным учёных, угловое расстояние планетных тел может составлять от 0 до 180 градусов. Когда угол между ними и земной точки, направленной на них равен 90 градусов, планета находится в квадратуре. Она так же, как элонгация, бывает западной и восточной.

Квадратура

В результате того, что все тела вращаются вокруг одного главного светила, та или иная конфигурация планет Солнечной системы периодически повторяется. Между тем, у каждой планеты этот период свой. И он зависит не только от вращения вокруг Солнца, но и от её собственного движения.

Синодический период планет — это интервал времени между двумя одинаковыми конфигурациями этих планет. К примеру, между нижними соединениями.

Так как синодические периоды обращения планет различные, учёные определили их для каждой отдельно.
Итак, в годах данный промежуток составляет: Меркурий — 0,317, Венера — 1,599, Марс — 2,135, Юпитер — 1,092, Сатурн — 1,035, Уран — 1,012 и Нептун — 1,006.
Не стоит путать, синодический и сидерический периоды. Первый отражает время между взаимным положением Солнца и планет. А второй промежуток, за который совершается полный оборот вокруг солнца.
Проще говоря, сидерический период — время, затраченное на одно обращение планеты вокруг Солнца. Также его называют годом.
В зависимости от объекта различают земной год, юпитерианский год и так далее.

Оборот планет вокруг Солнца

На самом деле, конфигурация планет Солнечной системы знакома людям ещё с древних времён. Как только начали обращать внимание на небо, на звёзды, на их движение и перемещение по небесной сфере.

Источник

Синодический период

Синодический период или синодический период вращения (от древней греческой σύνοδος synodos « встречи ») является временным интервалом между точками во время последовательных идентичных положений небесного тела по отношению к земле и солнцу . Если смотреть с Земли, небесное тело после синодического периода снова находится под тем же углом к ​​Солнцу ( удлинение ), например, снова в оппозиции (180 °), напротив или снова в соединении (0 °).

В астрономии средний синодический период — это средний промежуток времени, рассчитываемый от противостояния к противостоянию или от одного соединения к другому, например, от новолуния до новолуния для Луны.

Оглавление

Основы

Время, необходимое для того, чтобы небесное тело, наблюдаемое с Земли, снова заняло то же положение относительно Солнца, называется продолжительностью его синодического периода . Это зависит от его периода и направления. При одном и том же направлении вращения небесного тела и Земли вокруг Солнца одно из двух должно совершить еще одну орбиту до тех пор, пока не будет снова достигнут угол, одинаковый с точки зрения удлинения, например соединение или противостояние (см. Соседний рисунок ).

Время, оставшееся до этого момента, можно рассчитать по скорости циркуляции. В планет в Солнечной системе все орбиты солнце в том же направлении ( prograd ), и чем дальше, тем больше их орбита длится. Если небесное тело движется вокруг Солнца в три раза быстрее Земли, то за полгода на Земле оно совершает полторы оборота. Если Земля в три раза быстрее небесного тела, то за полтора года она сделает половину оборота. Синодический период составляет полгода в одном случае и полтора года в другом.

С другой стороны, если небесное тело движется в противоположном направлении (ретроградно), это приводит к более короткой продолжительности его синодического периода: если оно вращается в три раза быстрее Земли, оно покрывает три четверти своей орбиты за одну четверть. годового цикла Земли; если он в три раза медленнее, то потребуется три четверти года, прежде чем снова будет достигнуто то же созвездие относительно Солнца. Таким образом, синодический период составляет четверть или три четверти года.

Для наблюдения небесных явлений интерес представляет астрономическая феноменология , а не только знание синодических периодов. Звездные периоды также важны для задач небесной механики : время обращения небесных тел, определяемое для неподвижной звезды (бесконечно удаленной) в качестве точки отсчета. С другой стороны, тропические периоды относятся к в день весеннего равноденствия , в то время как аномалистические периоды относятся к апсидам на орбите .

Текущий и средний синодический период

Тока синодический период колеблется вокруг среднего значения. Это то, что имеется в виду, когда синодический период упоминается без дальнейших подробностей . Из-за эллиптических орбит небесных тел времена пребывания в отдельных секторах орбиты различны. Земля, которую обычно называют местом наблюдения в течение синодического периода, движется по своей орбите вокруг Солнца с разными орбитальными и угловыми скоростями. В северное зимнее полугодие он ближе к Солнцу ( прохождение перигелия в точке, наиболее близкой к Солнцу, приходится на дату между 2 и 5 января), поэтому его орбитальная скорость выше, чем в северном летнем полугодии. ( прохождение афелия между 3 и 6 июля). То же самое относится и к другим небесным телам, поэтому временной интервал текущего синодического периода также зависит от того, где Земля и другой объект расположены на их орбите. Неравномерности также возникают из-за нарушений орбиты, вызванных остальными массами Солнечной системы. Для более сложных орбит, таких как Луна и другие объекты, вращающиеся вокруг Земли (спутники), или другие менее массивные небесные тела, вычисления еще более сложны.

Определение размеров и модификация

Для среднего синодического периода тоже разные значения приводят в зависимости от которых опорного значения используются в качестве основы для удлинения. Обычным является геоцентрическое соединение с Солнцем, с планетами около Земли или с земной луной в новолуние. Средние значения также зависят от периода, за который берется среднее значение. Поскольку движения небесных тел подвержены долгосрочным периодическим изменениям, с одной стороны, и непериодическим изменениям, с другой стороны, которые становятся очевидными в долгосрочной перспективе (вековые изменения): Луна движется все дальше и дальше от поэтому на Земле ее средний синодический период непрерывно увеличивается.

Значения синодического периода, приведенные в литературе, обычно — хотя и являются типичной величиной, связанной с наблюдателем — связаны с гелиоцентрической эклиптической разницей в длине планетарных центров и с центром Земли ( геоцентрическим ), точнее с землей. центр тяжести луны . Тогда синодический период не зависит от того, где и где находится наблюдатель, на планете A или B, или на Солнце. Δ λ знак равно 0 <\ displaystyle \ Delta \ lambda = 0>

Для местоположения Земли синодический период наблюдаемых небесных тел зависит от их среднего расстояния от Солнца, установленного по отношению к расстоянию между Землей и Солнцем (1 а.е. ). При прямой орбите на более коротком расстоянии, как у внутренних планет, период увеличивается по мере приближения расстояния от Солнца к расстоянию от Земли. При прямой орбите на большем расстоянии — как у внешних планет — период уменьшается с увеличением расстояния от Солнца. На рисунке напротив показаны эти отношения для упрощенных условий, предполагающих круговые траектории.

Конечно, синодические периоды также могут быть определены для всех небесных тел Солнечной системы, например, относительно Марса. Вы бы сказали астронавту, выполняющему миссию на Марс, в какие промежутки времени соответствующие небесные тела сияют особенно ярко, когда вы находитесь на соседней планете. Если смотреть оттуда, то «синодический период» космической станции МКС будет отличаться от периода , наблюдаемого с Земли; космонавт на борту испытывает это как промежуток времени от восхода до восхода солнца, около 1 +1 / 2 часа. Особое научное значение имеет синодический период экзопланеты , измеренный относительно ее центральной звезды: он используется для определения ее сидерического периода, вокруг которого синодический период колеблется относительно годового параллакса далекого «солнца». Кеплер период орбиты затем определяется из моделирования масс экзопланеты и его солнце.

Синодические периоды в солнечной системе

земля

Для Земли не следует указывать синодический период, поскольку его определение связано с положением небесных тел по отношению к Земле и Солнцу.

Периодически повторяющиеся движения Земли солнце приходят о ежедневной ротации ( вращения и годовой оборот () Revolution ) вместе о. Солнечный день это период времени до тех же меридиана на солнце снова , и солнце достигает кульминации снова в местах , стоящих перед солнцем на этой долготе . Солнечный год как тропический год является периодом времени , пока наклонная ось Земли не берет на ту же позицию , на солнце и дату, совпадающий сезонно будет достигнут снова; это занимает меньше, чем полный оборот вокруг Земли вокруг Солнца, исходя из фиксированного звездного фона, звездного года .

В случае с лунами синодический период — это время между двумя идентичными фазами луны . В случае с Землей Луна также называется лунацией . В отличие от планетарного определения, синодический период Луны основан на геоцентрической разнице в длине. Сегодня принято измерять луны от новолуния до новолуния (или от соединения до соединения) — в исторической астрономии полнолуние было предпочтительным эталоном по причинам наблюдаемости .

Среднее значение называется синодическим месяцем и составляет 29,5306 дней или 29 дней, 12 часов, 44 минуты; он представляет собой базовое значение месяца для исчисления времени. Однако отдельные луны колеблются и отклоняются от этой средней продолжительности примерно на 7 часов; с наблюдаемым до сих пор диапазоном колебаний (на 6 часов 12 минут короче и на 7 часов 15 минут дольше среднего значения), лунация как истинный синодический период находится между 29,27 дня и 29,83 дня.

Планеты

Для планет, которые вращаются вокруг Солнца на среднем расстоянии менее 2 2/3 ≈ 1,59 раза от Земли (1,00 а.е. ), то есть Меркурий , Венера и Марс, их звездный период обращения короче, чем соответствующий синодический период . Период времени до возвращения той же фазы с тем же углом удлинения Земля-Солнце-планета, следовательно, длится дольше, чем звездная орбита этих небесных тел вокруг Солнца.

Например, Венера вращается вокруг Солнца в том же направлении, что и Земля, но со средним расстоянием около 0,72 а.е. в качестве внутренней планеты , она убегает намного быстрее (см. Третий закон Кеплера ) и забирает ее обратно после почти 2,6 звездных орбит за . За это время Земля прошла 1,6 витка, синодический период Венеры длится 1,6 года, примерно 584 дня. Столь же длительный синодический период будет иметь место и для вымышленного небесного тела, которое покроет чуть менее 0,6 витков за 1,6 года, то есть будет иметь период сидерической орбиты почти в 1000 дней. Марс вращается вокруг Солнца примерно за 687 дней со средним солнечным расстоянием 1,52 а.е. как внешняя планета, что значительно медленнее, чем Земля. Он делает оборот вокруг Солнца 2,135 раза за 780 дней, Марса — 1,135 раза за это время, пока снова не будет достигнуто созвездие с тем же углом удлинения. Таким образом, синодический период Марса также больше, чем его сидерический период.

У фиктивной внутренней планеты или спутника Солнца, прямая орбита которого вокруг Солнца длилась 9 ⁄ 10 года, будет значительно более высокий синодический период. Из его угловой скорости от 10 / 9 выстрелов в год по сравнению с Землей ровно один оборот в год, относительная угловая скорость приведет на 1 / 9 орбит в год. Следовательно, потребуется 9 лет, прежде чем он снова догонит Землю после 10 оборотов вокруг Солнца. То же самое применимо к вымышленной внешней планете с периодом обращения 9 ⁄ 10 лет, которую Земля догонит после 10 витков, в то время как она девять раз облетела бы Солнце. В обоих случаях синодический цикл длится дольше, чем сидерический.

Только у более далеких небесных тел со средним расстоянием более 1,59 а.е. до Солнца, таких как большие внешние планеты, синодический период меньше, чем сидерический период, который сейчас составляет более двух лет. За это время Земля совершает более двух витков и, таким образом, догоняет небесное тело. Из-за низкой орбитальной скорости орбитальный период Земли все больше определяет синодический период по мере увеличения расстояния. Чем дальше планета, тем медленнее она движется к звездному небу; синодический период приближается к 1 году с увеличением расстояния, так как планета почти неподвижна, если смотреть с Земли .

Для небесных тел, которые обращаются вокруг Солнца на расстоянии менее 0,5 2/3 ≈ 0,63 а.е., синодический период короче 1 года, поскольку им требуется менее полугода обращения по орбите, и поэтому после двух витков менее чем за год уже пройдены Земля. Если смотреть с Земли, эти небесные тела могут находиться в нижнем соединении более одного раза в течение года. Однако для тел на орбите с большой полуосью более 0,63 а.е. синодический период длится более года. Он становится тем больше, чем меньше среднее расстояние от Солнца отличается от расстояния до Земли (см. Пример выше с 9 или 10 годами). При большой полуоси примерно в 1 а.е. синодический период вращения очень длинный. Для внешних планет синодический период снова уменьшается с увеличением расстояния и, наконец, приближается к году.

Таблица

В следующей таблице приведены раз на протяжении средних синодических периодов планет в Солнечной системе , тело в поясе астероидов и транс-Neptunes , а также на Луну Земли (в данном дни и календарные годы ); для сравнения соответствующий средний сидерический период в днях вводится во второй столбец слева :

Культурное значение

Ежедневный максимум солнца наблюдать легко, а дневной максимум луны — не так-то просто. Что здесь более заметно, так это изменение фаз Луны , которое зависит от угла, под которым появляется освещенная солнцем половина Луны. Если смотреть с земли, солнце и луна стоят друг напротив друга, когда луна полная, в оппозиции , луна достигает кульминации в полночь. Это снова имеет место после лунного синодического периода, месяц спустя.

В лунных календарях различных культур этот временной промежуток становится фундаментальным для системы отсчета времени для различных социально организованных процессов. Текущий срок месяца также выводится из этого периода как период времени, который делит течение года на части с сезонными повторами. Даже к религиозным праздникам, таким как Пасха или Пасха, обращаются еще луна или полнолуние весной (см. Дату Пасхи ). Календарь из Mayans считал дополнительно Синодами планеты Венера . Достижения ранних индийских астрономов отражены в календарной системе ведической традиции, где каждый получает подробную разбивку месяца, наблюдая за дневным звездным движением Луны.

Но ни сидерический, ни синодический периоды Луны не имеют постоянной продолжительности. Поэтому для ориентации используются средние значения.

Источник