Günəş ətrafında inqilab dövrü. Planetlərin tam inqilabı. Sinodik hərəkət tənlikləri

13 mart 1781-ci ildə ingilis astronomu Uilyam Herşel Günəş sisteminin yeddinci planetini - Uranı kəşf etdi. Və 13 mart 1930-cu ildə amerikalı astronom Klayd Tombaq Günəş sisteminin doqquzuncu planetini - Plutonu kəşf etdi. 21-ci əsrin əvvəllərində günəş sisteminə doqquz planetin daxil olduğu güman edilirdi. Lakin 2006-cı ildə Beynəlxalq Astronomiya İttifaqı Plutonu bu statusdan məhrum etmək qərarına gəlib.

Artıq Saturnun 60 təbii peyki məlumdur, onların əksəriyyəti kosmik gəmilər vasitəsilə aşkar edilmişdir. Peyklərin əksəriyyəti qayalardan və buzdan ibarətdir. 1655-ci ildə Kristian Huygens tərəfindən kəşf edilən ən böyük peyk olan Titan Merkuri planetindən daha böyükdür. Titanın diametri təxminən 5200 km-dir. Titan hər 16 gündən bir Saturn ətrafında dövr edir. Titan, Yerdən 1,5 dəfə böyük, əsasən 90% azotdan ibarət, orta dərəcədə metan tərkibli çox sıx atmosferə malik yeganə peykdir.

Beynəlxalq Astronomiya İttifaqı 1930-cu ilin mayında Plutonu planet kimi rəsmən tanıdı. O zaman onun kütləsinin Yerin kütləsi ilə müqayisə oluna biləcəyi güman edilirdi, lakin sonradan məlum oldu ki, Plutonun kütləsi Yerin kütləsindən təxminən 500 dəfə, hətta Ayın kütləsindən də azdır. Plutonun kütləsi 1,2 x 10,22 kq (Yerin 0,22 kütləsi) təşkil edir. Plutonun Günəşdən orta məsafəsi 39,44 AB-dir. (5,9-dan 10-12 dərəcə km), radius təxminən 1,65 min km-dir. Günəş ətrafında fırlanma müddəti 248,6 il, öz oxu ətrafında fırlanma müddəti 6,4 gündür. Plutonun tərkibinə qaya və buzun daxil olduğu güman edilir; planet azot, metan və karbonmonoksitdən ibarət nazik atmosferə malikdir. Plutonun üç peyki var: Charon, Hydra və Nix.

20-ci əsrin sonu və 21-ci əsrin əvvəllərində xarici Günəş sistemində çoxlu obyektlər aşkar edilmişdir. Plutonun bu günə qədər məlum olan ən böyük Kuiper qurşağı obyektlərindən yalnız biri olduğu aydın oldu. Üstəlik, kəmər obyektlərindən ən azı biri - Eris Plutondan daha böyük bədəndir və 27% daha ağırdır. Bu baxımdan, Plutonu daha bir planet hesab etməmək fikri ortaya çıxdı. 24 avqust 2006-cı ildə Beynəlxalq Astronomiya İttifaqının (IAU) XXVI Baş Assambleyasında Plutonun bundan sonra “planet” deyil, “cırtdan planet” adlandırılması qərara alındı.

Konfransda planetin yeni tərifi işlənib hazırlanmışdır ki, bu tərifə əsasən, planetlər ulduzun ətrafında fırlanan (özləri də ulduz olmayan), hidrostatik tarazlıq formasına malik olan və ətrafdakı ərazini “təmizləyən” cisimlər hesab edilir. onların orbiti digər, daha kiçik obyektlərdən. Cırtdan planetlər bir ulduzun ətrafında fırlanan, hidrostatik tarazlıq formasına malik olan, lakin yaxınlıqdakı məkanı “təmizləməmiş” və peyk olmayan obyektlər hesab olunacaqlar. Planetlər və cırtdan planetlər Günəş sistemindəki iki fərqli cisimdir. Günəşin ətrafında fırlanan və peyk olmayan bütün digər obyektlər Günəş sisteminin kiçik cisimləri adlanacaq.

Beləliklə, 2006-cı ildən Günəş sistemində səkkiz planet var: Merkuri, Venera, Yer, Mars, Yupiter, Saturn, Uran, Neptun. Beynəlxalq Astronomiya İttifaqı rəsmən beş cırtdan planeti tanıyır: Ceres, Pluton, Haumea, Makemake və Eris.

11 iyun 2008-ci ildə İAU "plutoid" anlayışının tətbiqini elan etdi. Radiusu Neptunun orbitinin radiusundan böyük, kütləsi cazibə qüvvələrinin onlara demək olar ki, sferik forma verməsi üçün kifayət edən və orbiti ətrafındakı boşluğu təmizləməyən səma cisimlərini Günəş ətrafında fırlanan orbit adlandırmaq qərara alındı. (yəni onların ətrafında çoxlu kiçik cisimlər fırlanır) ).

Plutoidlər kimi uzaq obyektlər üçün formasını və beləliklə, cırtdan planetlərin sinfi ilə əlaqəsini müəyyən etmək hələ də çətin olduğundan, elm adamları mütləq asteroid böyüklüyü (bir astronomik vahid məsafədən parlaqlıq) + -dən daha parlaq olan bütün obyektləri müvəqqəti olaraq təsnif etməyi tövsiyə etdilər. 1 plutoidlər kimi. Sonradan məlum olarsa ki, plutoid kimi təsnif edilən obyekt cırtdan planet deyil, ona verilən ad saxlanılsa da, bu statusdan məhrum olacaq. Cırtdan planetlər Pluton və Eris plutoidlər kimi təsnif edildi. 2008-ci ilin iyul ayında Makemake bu kateqoriyaya daxil edildi. 17 sentyabr 2008-ci ildə Haumea siyahıya əlavə edildi.

Material açıq mənbələrdən alınan məlumatlar əsasında hazırlanıb

Qədim dövrlərdən bəri bəşəriyyət Yerin hərəkət etdiyinə inanırdı. Lakin onun Kainatda necə hərəkət etməsi həmişə mübahisəli məsələ olub. Bütün Kainatın planetimizin ətrafında fırlandığı güman edilirdi. Yerin Günəş ətrafında fırlandığını ilk dəfə N. Kopernik irəli sürdü. Sonra digər alimlər əlaqəni riyazi yolla tapmağa və Yerin hərəkət vaxtını hesablamağa çalışdılar.

Zamanla planetimizin fırlanması ilə bağlı etibarlı faktlar ortaya çıxdı:

• Yerin müəyyən bir məsafədə olduğu ilin iki dövrü var. Birinci dövr Yerin Günəşə mümkün qədər yaxın olduğu dövrdür. Bu dövr perihelion adlanır. Yerin Günəşdən maksimum məsafədə olduğu dövr afeliondur. Afelion iyulun əvvəlində, perihelion yanvarın əvvəlində baş verir;
• Planet orbitimizin forması mükəmməl dairə deyil, ellipsdir. Bunu təsvir edən ilk alim alman kəşfiyyatçısı, astronomu və riyaziyyatçısı Kepler idi;
• Yerin şaquli oxa nisbətən 23,4 dərəcə ox meyli var ki, bu da iki yarımkürədə fəsillərin mövcudluğunu izah edir. Gündönümü günləri orbitdəki bir nöqtənin Günəşdən gələn istiqamətdə maksimuma əyildiyi, bərabərlik günləri isə bu istiqamətlərin bir-birinə perpendikulyar olduğu günlərdir.

Yer öz oxu ətrafında hər iyirmi dörd saatda bir dövrə edir, bu sözdə gündür. Günəş işığının düşdüyü yerdə, Günəşə baxan, gündüz, əks tərəfdə - gecə olacaq.

Yerin fırlanması

Yerin Günəş ətrafında fırlanma dövrü təqvim ilidir (365 gün). Bu rəqəm 365 gün ərzində saatların sayı ilə tam üst-üstə düşmədiyindən, bir qədər böyük olduğu üçün dörd ildə tam bir gün toplanır. Beləliklə, sıçrayış illəri var, fevral ayında 366 gün və əlavə bir gün var.

Gündönümü günləri - 22 dekabr (qış) - ən qısa gün, 22 iyun (yay) - ən uzun gün. Bərabərlik günləri martın 21-i və sentyabrın 23-üdür - həm Şimal, həm də Cənub yarımkürələrində gecə ilə gündüzün uzunluğu bərabərdir.

Konfiqurasiyalar - səmada görünən günəş sisteminin cisimlərinin nisbi mövqeləri.

Aşağı,(Merkuri, Venera) - Günəşə Yerdən daha yaxındır.

üçün aşağı planetlər: Aşağı əlaqə ( 1) - Günəşlə Yer arasında olan planet. (Şəkil 17.)

Şəkil 17. Aşağı planetlərin konfiqurasiya diaqramı, birləşmə,

4 - ən böyük şərq uzanması

Üst əlaqə (3) - planet Yerdən Günəşdən daha uzaqdadır.

Qərb (2) və şərq (4) uzantıları– planetin Yer-Günəş xəttindən bucaq məsafəsi.

Keçid qaydası: 1 – aşağı əlaqə, 2 – ən böyük qərb uzanması, 3 – üstün.

Şəkil 18. Üst planetlərin konfiqurasiyalarının diaqramı

Üst üçün planetlər

Əlaqə (1) - Günəşin arxasındakı planet.

Qarşıdurma (müxalifət) - səh3. - Günəş və planet Yerin əks tərəfindədir.

Qərb (2) və şərq kvadratları (4).

Aşağı planetlər üçün bu mümkündür günəş diskindən keçid(nadir hadisə).

Qərb uzanması zamanı planet üfüqün üstündə görünür və Günəşdən əvvəl üfüqün altına keçir. Gün ərzində üfüqün üstündə yerləşir və Günəş şüalarında görünmür - səhər görmə qabiliyyəti.Şərq uzanması ilə - axşam görmə qabiliyyəti,(planet Günəşdən sonra batır).

Üst planetlər üçün müşahidə üçün ən əlverişli dövr müxalifətdir. Qış müxalifəti zamanı, planetlərin Buğa, Əkizlər və Xərçəng bürcləri arasından keçdiyi zaman daha yaxşıdır. Planetlər yüksəklərə qalxır və günün əksər hissəsində üfüqün üstündə görünür (gecələr daha uzundur).

Planetlərin orbital dövrləri

sinodik (S) dövr - planetlər - eyni adlı iki ardıcıl konfiqurasiya arasındakı vaxt dövrü.

Sidereal (T) və ya ulduz planetar dövr - bir planetin Günəş ətrafında tam bir inqilabını tamamladığı müddət.

Yerin inqilabının ulduz dövrü adlanır ulduz ili.

Sinodik hərəkət tənlikləri.

Aşağı planetlər üçün(1)

Üst planetlər üçün - (2)

Müşahidələrdən, S və müəyyən edilir.

Kepler qanunları

Kepler Kopernik təlimlərinin tərəfdarı idi və Marsda 20 il ərzində Danimarka astronomu Tycho Brahe (1546 -1601) və bir neçə il ərzində Keplerin özü tərəfindən aparılmış müşahidələr əsasında sistemini təkmilləşdirməyi qarşısına vəzifə qoydu.

Başlanğıcda Kepler səma cisimlərinin yalnız dairələrdə hərəkət edə biləcəyinə dair ənənəvi inancı bölüşdü və buna görə də Mars üçün dairəvi orbit tapmaq üçün çox vaxt sərf etdi.

Uzun illər çox zəhmət tələb edən hesablamalardan sonra, hərəkətlərin dairəviliyi ilə bağlı ümumi yanlış təsəvvürdən imtina edərək, Kepler planetar hərəkətlərin üç qanununu kəşf etdi və bu qanunlar hal-hazırda aşağıdakı kimi tərtib edilmişdir:

1. Bütün planetlər ellips şəklində hərəkət edir, fokuslardan birində (bütün planetlər üçün ümumi) Günəşdir.

2. Planetin radius vektoru bərabər zaman intervallarında bərabər sahələri təsvir edir.

3. Planetlərin Günəş ətrafında dövrlərinin ulduz dövrlərinin kvadratları onların elliptik orbitlərinin yarım böyük oxlarının kubları ilə mütənasibdir.

Məlum olduğu kimi, ellipsdə onun hər hansı bir nöqtəsindən onun AP oxunda yerləşən və fokuslar adlanan iki sabit f1 və f2 nöqtələrinə qədər olan məsafələrin cəmi AP əsas oxuna bərabər sabit qiymətdir (şək. 19). Məsafə PO (və ya OA), burada O ellipsin mərkəzidir, yarım böyük ox a adlanır və = e nisbəti ellipsin ekssentrikliyidir. Sonuncu dairədən kənarlaşmaları xarakterizə edir, e=0.

Şəkil 19. a) Elliptik orbit, b) Keplerin ikinci qanununun təsviri.

Planetlərin orbitləri dairələrdən az fərqlənir, yəni. onların ekssentriklikləri kiçikdir. Veneranın orbiti ən kiçik ekssentrikliyə malikdir (e=0,007), ən böyük ekssentriklik Plutonun orbitidir (e=0,249). Yerin orbitinin ekssentrikliyi e=0,017-dir.

Keplerin birinci qanununa görə Günəş planetin elliptik orbitinin fokuslarından birində yerləşir. Şəkil 19-da olsun və bu fokus f 1 (C – Günəş) olsun. Onda orbitin Günəşə ən yaxın olan P nöqtəsi perihelion, Günəşdən ən uzaq olan A nöqtəsi isə afelion adlanır. AP orbitinin əsas oxu apsidal xətt adlanır və Günəşi və P planetini orbitində birləşdirən f 1 P xətti radius - planetin vektorudur.

Perihelionda planetin Günəşdən məsafəsi

q = a (1-e), (2.3)

Q = a (1 + e). (2.4)

Planetin Günəşdən orta məsafəsi orbitin yarı böyük oxu kimi qəbul edilir.

Beləliklə, Günəş sistemindəki müasir anlayışlara görə, cisimlər Günəşin yerləşdiyi ocaqlardan birində ellips şəklində hərəkət edir.

Yer kainatın fasiləsiz hərəkətində iştirak edən kosmik obyektdir. O, öz oxu ətrafında fırlanır, Günəş ətrafında orbitdə milyonlarla kilometr qət edir və bütün planet sistemi ilə birlikdə Süd Yolu qalaktikasının mərkəzini yavaş-yavaş dövr edir. Yerin ilk iki hərəkəti onun sakinləri üçün gündəlik və mövsümi işıqlandırmanın dəyişməsi, temperatur şəraitinin dəyişməsi və fəsillərin xüsusiyyətləri ilə aydın nəzərə çarpır. Bu gün bizim diqqətimiz Yerin Günəş ətrafında fırlanmasının xüsusiyyətləri və dövrü, onun planetin həyatına təsiridir.

Ümumi məlumat

Planetimiz ulduzdan ən uzaq üçüncü orbitdə hərəkət edir. Orta hesabla Yer Günəşdən 149,5 milyon kilometr məsafədədir. Orbitin uzunluğu təqribən 940 milyon km-dir. Planet bu məsafəni 365 gün 6 saata (bir ulduz və ya ulduz ili - uzaq işıqlandırıcılara nisbətən Yerin Günəş ətrafında fırlanma dövrü) qət edir. Orbital hərəkət zamanı onun sürəti orta hesabla 30 km/s-ə çatır.

Yerdəki müşahidəçi üçün planetin ulduz ətrafında fırlanması Günəşin səmadakı mövqeyinin dəyişməsi ilə ifadə edilir. Ulduzlara nisbətən gündə bir dərəcə şərqə doğru hərəkət edir.

Yer planetinin orbiti

Planetimizin trayektoriyası mükəmməl bir dairə deyil. Fokuslarından birində Günəş olan bir ellipsdir. Orbitin bu forması Yeri ya ulduza yaxınlaşmağa, ya da ondan uzaqlaşmağa “məcbur edir”. Planetdən Günəşə olan məsafənin minimal olduğu nöqtəyə perihelion deyilir. Afelion orbitin Yerin ulduzdan mümkün qədər uzaq olduğu hissəsidir. Bizim dövrümüzdə birinci nöqtəyə planet yanvarın 3-də, ikinci nöqtəyə isə iyulun 4-də çatır. Eyni zamanda, Yer Günəş ətrafında sabit sürətlə hərəkət etmir: afeliondan keçdikdən sonra perihelionu aşaraq sürətlənir və yavaşlayır.

Yanvarda iki kosmik cismi ayıran minimum məsafə 147 milyon km, maksimum 152 milyon km-dir.

Peyk

Yerlə birlikdə Ay da Günəş ətrafında hərəkət edir. Şimal qütbündən müşahidə edildikdə peyk saat əqrəbinin əksinə hərəkət edir. Yerin orbiti və Ayın orbiti müxtəlif müstəvilərdə yerləşir. Aralarındakı bucaq təxminən 5º-dir. Bu uyğunsuzluq Ay və Günəş tutulmalarının sayını xeyli azaldır. Əgər orbital müstəvilər eyni olsaydı, bu hadisələrdən biri iki həftədə bir baş verərdi.

Yerin orbiti elə qurulmuşdur ki, hər iki cisim ümumi kütlə mərkəzi ətrafında təxminən 27,3 gün müddətində fırlanır. Eyni zamanda, peykin gelgit qüvvələri planetimizin öz oxu ətrafında hərəkətini tədricən ləngidir və bununla da günün uzunluğunu bir qədər artırır.

Nəticələr

Planetimizin oxu orbitinin müstəvisinə perpendikulyar deyil. Bu əyilmə, eləcə də ulduz ətrafında hərəkət il boyu müəyyən iqlim dəyişikliklərinə səbəb olur. Günəş planetimizin şimal qütbünün ona meyl etdiyi bir vaxtda ölkəmizin ərazisindən daha yüksəklərə qalxır. Günlər uzanır, temperatur yüksəlir. İşıqlandırıcıdan kənara çıxdıqda, istilik soyutma ilə əvəz olunur. Oxşar iqlim dəyişiklikləri cənub yarımkürəsi üçün xarakterikdir.

Fəsillərin dəyişməsi gecə-gündüz bərabərliyi və gündönümü nöqtələrində baş verir ki, bu da orbitə nisbətən yer oxunun müəyyən mövqeyini xarakterizə edir. Buna daha ətraflı baxaq.

Ən uzun və ən qısa gün

Solstice, planet oxunun ulduza və ya əks istiqamətə maksimum meyl etdiyi zaman anıdır. Yerin Günəş ətrafında orbitində iki belə hissə var. Orta enliklərdə günəşin günorta göründüyü nöqtə hər gün daha yüksək olur. Bu, şimal yarımkürəsində iyunun 21-nə düşən yay gündönümünə qədər davam edir. Sonra günorta ulduzunun yeri dekabrın 21-22-nə qədər azalmağa başlayır. Bu günlər şimal yarımkürəsində qış gündönümüdür. Orta enliklərdə ən qısa gün çatır və sonra artmağa başlayır. Cənub yarımkürəsində oxun mailliyi əksinədir, ona görə də bura iyunda, yayda isə dekabrda düşür.

Gündüz gecəyə bərabərdir

Gecə bərabərliyi planetin oxunun orbit müstəvisinə perpendikulyar olduğu andır. Bu zaman terminator, işıqlı və qaranlıq yarım arasındakı sərhəd ciddi şəkildə qütblər boyunca keçir, yəni gündüz gecəyə bərabərdir. Orbitdə iki belə nöqtə də var. Yaz bərabərliyi martın 20-nə, payız bərabərliyi isə sentyabrın 23-ə düşür. Bu tarixlər şimal yarımkürəsi üçün keçərlidir. Cənubda, gündönümünə bənzər, bərabərliklər yerlərini dəyişir: payız martda, yaz isə sentyabrdadır.

Harada daha istidir?

Yerin dairəvi orbiti - onun oxunun əyilməsi ilə birləşən xüsusiyyətləri başqa bir nəticəyə malikdir. Planet Günəşə ən yaxından keçdiyi anda cənub qütbü onun istiqamətinə baxır. Bu vaxt müvafiq yarımkürədə yaydır. Planet periheliondan keçərkən afeliondan 6,9% daha çox enerji alır. Bu fərq xüsusilə cənub yarımkürəsində baş verir. İl ərzində şimaldan bir qədər çox günəş istiliyi alır. Bununla belə, bu fərq əhəmiyyətsizdir, çünki "əlavə" enerjinin əhəmiyyətli bir hissəsi cənub yarımkürəsinin su genişliklərinə düşür və onlar tərəfindən udulur.

Tropik və ulduz ili

Yerin Günəş ətrafında ulduzlara nisbətən fırlanma müddəti, artıq qeyd edildiyi kimi, təxminən 365 gün 6 saat 9 dəqiqədir. Bu, ulduz ilidir. Fəsillərin dəyişməsinin bu dövrə uyğun gəldiyini düşünmək məntiqlidir. Ancaq bu tamamilə doğru deyil: Yerin Günəş ətrafında fırlanma vaxtı fəsillərin tam dövrü ilə üst-üstə düşmür. 365 gün 5 saat 51 dəqiqə davam edən tropik ili təşkil edir. Ən tez-tez bir yaz bərabərliyindən digərinə qədər ölçülür. İki dövrün müddəti arasındakı iyirmi dəqiqəlik fərqin səbəbi yer oxunun presessiyasıdır.

Təqvim ili

Rahatlıq üçün ümumiyyətlə ildə 365 gün olduğu qəbul edilir. Qalan altı saat yarım Yerin Günəş ətrafında dörd dövrəsi zamanı bir günə bərabərdir. Bunu kompensasiya etmək və təqvim ili ilə ulduz illəri arasındakı fərqin artmasının qarşısını almaq üçün fevralın 29-dan “əlavə” gün tətbiq edilir.

Yerin yeganə peyki Ayın bu prosesə müəyyən təsiri var. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, planetin fırlanma sürətinin ləngiməsində ifadə edilir. Hər yüz ildən bir günün uzunluğu təxminən mində bir artır.

Qriqorian təqvimi

Adət etdiyimiz günlərin sayılması 1582-ci ildə tətbiq edilib. Juliandan fərqli olaraq, uzun müddət ərzində "mülki" ilin fəsillərin tam dövrünə uyğun olmasına imkan verir. Buna görə aylar, həftənin günləri və tarixləri hər dörd yüz ildən bir tam olaraq təkrarlanır. Qriqorian təqvimində ilin uzunluğu tropik təqvimə çox yaxındır.

İslahatın məqsədi yaz bərabərliyi gününü adi yerinə - martın 21-nə qaytarmaq idi. Fakt budur ki, eramızın I əsrindən XVI əsrə qədər günün gecəyə bərabər olduğu əsl tarix martın 10-na köçürülüb. Təqvimə yenidən baxılması üçün əsas motivasiya Pasxa gününü düzgün hesablamaq ehtiyacı idi. Buna nail olmaq üçün martın 21-ni faktiki bərabərlik nöqtəsinə yaxın bir gün saxlamaq vacib idi. Qriqorian təqvimi bu vəzifənin öhdəsindən çox yaxşı gəlir. Bahar bərabərliyi tarixi 10.000 ildən tez olmayan bir gün dəyişəcək.

Təqvimi müqayisə etsək, burada daha ciddi dəyişikliklər mümkündür. Yerin hərəkətinin xüsusiyyətləri və ona təsir edən amillər nəticəsində təxminən 3200 il ərzində bir günün fəsillərinin dəyişməsi ilə uyğunsuzluq toplanacaq. Əgər bu zaman tropik və təqvim illərinin təxmini bərabərliyini qorumaq vacibdirsə, onda 16-cı əsrdə aparılana bənzər bir islahat yenidən tələb olunacaq.

Beləliklə, Yerin Günəş ətrafında fırlanma dövrü təqvim, ulduz və tropik illər anlayışları ilə əlaqələndirilir. Onların müddətini təyin etmək üsulları antik dövrlərdən bəri təkmilləşdirilmişdir. Kosmosdakı obyektlərin qarşılıqlı təsiri ilə bağlı yeni məlumatlar iki, üç və hətta on min ildə "il" termininin müasir anlayışının aktuallığı haqqında fərziyyələr aparmağa imkan verir. Yerin Günəş ətrafında fırlanma vaxtı və onun fəsillərin və təqvimin dəyişməsi ilə əlaqəsi qlobal astronomik proseslərin insanın sosial həyatına təsirinin, eləcə də qlobal sistem daxilində ayrı-ayrı elementlərin asılılığının yaxşı nümunəsidir. Kainat.