Periode med revolusjon rundt solen. Komplett revolusjon av planetene. Likninger av synodisk bevegelse

Den 13. mars 1781 oppdaget den engelske astronomen William Herschel den syvende planeten i solsystemet - Uranus. Og 13. mars 1930 oppdaget den amerikanske astronomen Clyde Tombaugh den niende planeten i solsystemet - Pluto. Ved begynnelsen av det 21. århundre ble det antatt at solsystemet omfattet ni planeter. I 2006 bestemte imidlertid International Astronomical Union seg for å frata Pluto denne statusen.

Det er allerede 60 kjente naturlige satellitter av Saturn, hvorav de fleste har blitt oppdaget ved hjelp av romfartøy. De fleste satellitter består av steiner og is. Den største satellitten, Titan, oppdaget i 1655 av Christian Huygens, er større enn planeten Merkur. Diameteren til Titan er omtrent 5200 km. Titan går i bane rundt Saturn hver 16. dag. Titan er den eneste satellitten som har en veldig tett atmosfære, 1,5 ganger så stor som jordens, og består hovedsakelig av 90 % nitrogen, med en moderat mengde metan.

Den internasjonale astronomiske union anerkjente offisielt Pluto som en planet i mai 1930. I det øyeblikket ble det antatt at massen var sammenlignbar med jordens masse, men senere ble det funnet at massen til Pluto er nesten 500 ganger mindre enn jordens, til og med mindre enn månens masse. Massen til Pluto er 1,2 ganger 1022 kg (0,22 jordmasser). Den gjennomsnittlige avstanden til Pluto fra solen er 39,44 AU. (5,9 x 10 til 12. grads km), radiusen er omtrent 1,65 tusen km. Revolusjonsperioden rundt solen er 248,6 år, rotasjonsperioden rundt dens akse er 6,4 dager. Sammensetningen av Pluto inkluderer visstnok stein og is; planeten har en tynn atmosfære som består av nitrogen, metan og karbonmonoksid. Pluto har tre måner: Charon, Hydra og Nyx.

På slutten av det 20. og tidlige 21. århundre ble mange gjenstander oppdaget i det ytre solsystemet. Det har blitt klart at Pluto bare er en av de største Kuiper-belteobjektene som er kjent til dags dato. Dessuten er minst en av gjenstandene til beltet - Eris - en større kropp enn Pluto og 27% tyngre enn den. I denne forbindelse oppsto ideen om ikke lenger å betrakte Pluto som en planet. Den 24. august 2006, på den XXVI generalforsamlingen til International Astronomical Union (IAU), ble det besluttet å heretter kalle Pluto ikke en "planet", men en "dvergplanet".

På konferansen ble det utviklet en ny definisjon av planeten, ifølge hvilken planeter anses å være kropper som roterer rundt en stjerne (og ikke selv er en stjerne), som har en hydrostatisk likevektsform og "rydder" området i området deres bane fra andre, mindre objekter. Dvergplaneter vil bli betraktet som objekter som kretser rundt en stjerne, har en hydrostatisk likevektsform, men som ikke har "ryddet" det nærliggende rommet og er ikke satellitter. Planeter og dvergplaneter er to forskjellige klasser av solsystemobjekter. Alle andre objekter som roterer rundt Solen og ikke er satellitter, vil bli kalt små kropper av solsystemet.

Siden 2006 har det således vært åtte planeter i solsystemet: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun. Fem dvergplaneter er offisielt anerkjent av International Astronomical Union: Ceres, Pluto, Haumea, Makemake og Eris.

11. juni 2008 kunngjorde IAU introduksjonen av konseptet "plutoid". Det ble besluttet å kalle plutoider for himmellegemer som kretser rundt Solen i en bane hvis radius er større enn radiusen til Neptuns bane, hvis masse er tilstrekkelig til at gravitasjonskrefter gir dem en nesten sfærisk form, og som ikke rydder rommet rundt. deres bane (det vil si at mange små gjenstander kretser rundt dem).

Siden det fortsatt er vanskelig å bestemme formen og dermed forholdet til klassen av dvergplaneter for slike fjerne objekter som plutoider, anbefalte forskere midlertidig å tilordne plutoider alle objekter hvis absolutte asteroidestørrelse (glans fra en avstand til én astronomisk enhet) er lysere enn +1. Hvis det senere viser seg at objektet som er tildelt plutoidene ikke er en dvergplanet, vil det bli fratatt denne statusen, selv om det tildelte navnet vil bli igjen. Dvergplanetene Pluto og Eris ble klassifisert som plutoider. I juli 2008 ble Makemake inkludert i denne kategorien. 17. september 2008 ble Haumea lagt til listen.

Materialet er utarbeidet på grunnlag av informasjon fra åpne kilder

Siden antikken har menneskeheten trodd at jorden beveger seg. Men hvordan det beveger seg i universet har alltid vært et omstridt spørsmål. Det ble antatt at hele universet kretser rundt planeten vår. N. Copernicus var den første som antydet at Jorden kretser rundt Solen. Så prøvde andre forskere å matematisk finne forholdet og beregne tidspunktet for jordens bevegelse.

Over tid har det dannet seg pålitelige fakta om rotasjonen av planeten vår:

• Det er to perioder i året når jorden er på en viss avstand. Den første perioden er når jorden er så nær solen som mulig. Denne tiden kalles perihelion. Perioden når jorden er på maksimal avstand fra solen er aphelion. Aphelion faller i begynnelsen av juli, perihelion - i begynnelsen av januar;
• formen på vår planetbane er ikke en perfekt sirkel, men en ellipse. Den første vitenskapsmannen som beskrev dette var den tyske oppdageren, astronomen og matematikeren Kepler;
• Jorden har en helning til sin akse på 23,4 grader i forhold til den vertikale aksen, noe som forklarer eksistensen av årstider i to halvkuler. Solvervdager - når et punkt i banen vippes maksimalt i retning fra solen, jevndøgnsdager - når disse retningene er vinkelrett på hverandre.

Jorden gjør én omdreining rundt sin akse på tjuefire timer, den såkalte dagen. I sonen der sollys treffer, vendt mot solen, vil dagen bli observert, på motsatt side - natt.

Jordrotasjon

Revolusjonsperioden for jorden rundt solen er et kalenderår (365 dager). Siden dette tallet ikke helt samsvarer med antall timer på 365 dager, men litt mer, løper en hel dag på fire år. Derfor er det skuddår, med 366 dager og en ekstra dag i februar måned.

Solvervdager - 22. desember (vinter) - den korteste dagen, 22. juni (sommer) - den lengste dagen. Equinox-dager - 21. mars og 23. september - lengden på dag og natt er lik både på den nordlige og den sørlige halvkule.

Konfigurasjoner - de relative posisjonene til solsystemets kropper som er synlige på himmelen.

Nedre,(Merkur, Venus) - nærmere Solen enn Jorden.

Til Nedre planeter: Bunntilkobling ( 1) - en planet mellom solen og jorden. (Figur 17.)

Figur 17. Diagram over konfigurasjonene av de nedre planetene konjunksjon,

4 - den største østlige forlengelsen

Topptilkobling (3) - Planeten er lenger fra jorden enn solen.

Vestlige (2) og østlige (4) forlengelser er vinkelavstanden til planeten fra jord-sol-linjen.

Passasjerekkefølgen: 1 - den nedre forbindelsen, 2 - den største vestlige forlengelsen, 3 - den øvre.

Figur 18. Skjema av konfigurasjoner av de øvre planetene

For øvre planeter

Tilkobling (1) - planeten bak solen.

Konfrontasjon (opposisjon) - s3. Solen og planeten er på hver sin side av jorden.

Vestlige (2) og østlige ruter (4).

For de lavere planetene kanskje passasje over solskiven(en sjelden hendelse).

Med vestlig forlengelse vises planeten over horisonten og går under horisonten før solen. Den er over horisonten om dagen og er ikke synlig i solstrålene - morgensyn. Med østlig forlengelse - kveldssyn,(planeten går ned etter solen).

På de øvre planetene er den mest gunstige epoken for observasjon opposisjon. Bedre i vinteropposisjon, når planetene beveger seg gjennom stjernebildene Tyren, Tvillingene og Krepsen. Planetene reiser seg høyt og er synlige over horisonten det meste av dagen (nettene er lengre).

Perioder av planetene

synodisk (S) periode - planeter - tidsintervallet mellom to påfølgende konfigurasjoner med samme navn.

Sidereal (T) eller stjerne Perioden til en planet er hvor lang tid det tar for en planet å fullføre én omdreining rundt solen.

Den sideriske perioden av jordens revolusjon kalles stjerneår.

Likninger av synodisk bevegelse.

For de lavere planetene(1)

For de øvre planetene - (2)

Fra observasjoner er S og bestemt.

Keplers lover

Kepler var tilhenger av læren til Kopernikus og satte seg i oppgave å forbedre systemet sitt basert på observasjonene av Mars, som ble gjort over 20 år av den danske astronomen Tycho Brahe (1546-1601) og i flere år av Kepler selv.

I begynnelsen delte Kepler den tradisjonelle troen på at himmellegemer bare kunne bevege seg i sirkler, og derfor brukte han mye tid på å prøve å finne en sirkulær bane for Mars.

Etter mange år med svært arbeidskrevende beregninger, og forlot den generelle misoppfatningen om sirkulær bevegelse, oppdaget Kepler tre lover for planetarisk bevegelse, som for tiden er formulert som følger:

1. Alle planeter beveger seg langs ellipser, i et av fokusene der (felles for alle planeter) er Solen.

2. Radius-vektoren til planeten beskriver like områder i like tidsintervaller.

3. Kvadratene til de sideriske omdreiningsperiodene til planetene rundt Solen er proporsjonale med kubene til de semi-hovedaksene til deres elliptiske baner.

Som kjent, i en ellipse, er summen av avstandene fra et av punktene til to faste punkter f1 og f2, som ligger på dens akse AP og kalt foci, en konstant verdi lik hovedaksen AP (fig. 19). . Avstand PO (eller OA), der O-senteret til ellipsen kalles den store halvaksen a, og forholdet \u003d e er eksentrisiteten til ellipsen. Sistnevnte karakteriserer avvik fra omkretsen, e=0.

Figur 19. a) Elliptisk bane, b) illustrasjon av Keplers andre lov.

Planetenes baner skiller seg lite fra sirkler, d.v.s. deres eksentrisiteter er små. Den minste eksentrisiteten er banen til Venus (e=0,007), den største er banen til Pluto (e=0,249). Eksentrisiteten til jordens bane er e=0,017.

I følge Keplers første lov er solen i en av brennpunktene i planetens elliptiske bane. La inn Fig. 19, og dette vil være fokus f 1 (C - Solen). Da kalles punktet i banen P nærmest Solen perihelion, og punktet A, som er lengst unna Solen, kalles aphelion. Hovedaksen til AP-banen kalles apsidelinjen, og linjen f 1 P, som forbinder solen og planeten P i sin bane, kalles planetens radiusvektor.

Planetens avstand fra solen ved perihelium

q = a (1-e), (2,3)

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

Banens semi-hovedakse er tatt som den gjennomsnittlige avstanden til planeten fra solen

Således, i henhold til moderne konsepter i solsystemet, beveger kropper seg langs ellipser, hvor et av fokusene er solen.

Jorden er et kosmisk objekt involvert i den kontinuerlige bevegelsen av universet. Den roterer rundt sin akse, overvinner millioner av kilometer i bane rundt solen, sammen med hele planetsystemet, går sakte rundt sentrum av Melkeveien. Jordens to første bevegelser er tydelig synlige for innbyggerne ved endringen i daglig og sesongmessig belysning, endringer i temperaturregimet og årstidenes særegenheter. I dag er vårt fokus på egenskapene og perioden for jordens revolusjon rundt solen, dens innvirkning på planetens liv.

Generell informasjon

Planeten vår beveger seg i den tredje banen lengst fra solen. Jorden er atskilt fra solen med gjennomsnittlig 149,5 millioner kilometer. Banens lengde er omtrent 940 millioner km. Planeten overvinner denne avstanden på 365 dager og 6 timer (ett stjerne- eller siderisk år er perioden for jordens revolusjon rundt solen i forhold til fjerne lyskilder). Hastigheten når den beveger seg i bane når et gjennomsnitt på 30 km/s.

For en jordisk observatør uttrykkes revolusjonen av planeten rundt lyset i en endring i solens posisjon på himmelen. Den beveger seg én grad per dag øst for stjernene.

Jordens bane

Banen til planeten vår er ikke en perfekt sirkel. Det er en ellipse med solen i en av brennpunktene. Denne formen for bane "tvinger" jorden til å nærme seg stjernen, for så å bevege seg bort fra den. Punktet der avstanden fra planeten til solen er minimal kalles perihelion. Aphelion - den delen av banen der Jorden er i maksimal avstand fra stjernen. I vår tid nås det første punktet av planeten rundt 3. januar, og det andre 4. juli. Samtidig beveger ikke jorden seg rundt solen med konstant hastighet: etter å ha passert aphelion, akselererer den og bremser ned og overvinner perihelium.

Minimumsavstanden mellom to romkropper i januar er 147 millioner km, maksimum er 152 millioner km.

Satellitt

Månen beveger seg rundt solen sammen med jorden. Sett fra nordpolen beveger satellitten seg mot klokken. Jordens bane og månens bane ligger i forskjellige plan. Vinkelen mellom dem er omtrent 5º. Dette misforholdet reduserer antallet måne- og solformørkelser betydelig. Hvis planene til banene var identiske, ville ett av disse fenomenene skje en gang annenhver uke.

Jordens bane og er arrangert på en slik måte at begge objektene kretser rundt et felles massesenter med en periode på omtrent 27,3 dager. Samtidig bremser tidevannskreftene til satellitten gradvis bevegelsen til planeten vår rundt sin akse, og øker dermed lengden på dagen litt.

Konsekvenser

Aksen til planeten vår er ikke vinkelrett på baneplanet. Denne tilten, samt bevegelse rundt stjernen, fører til visse endringer i klimaet i løpet av året. Solen stiger høyere over territoriet til landet vårt på et tidspunkt da planetens nordpol vipper mot den. Dagene blir lengre, temperaturen stiger. Når den avviker fra lyskilden, erstattes varme med kulde. Lignende klimaendringer er karakteristiske for den sørlige halvkule.

Årstidsskiftet skjer ved jevndøgn og solverv, som karakteriserer en viss plassering av jordaksen i forhold til banen. La oss dvele ved dette mer detaljert.

Den lengste og korteste dagen

Solverv er tidspunktet når planetaksen er maksimalt skråstilt mot stjernen eller i motsatt retning. Jordens bane rundt solen har to slike segmenter. På middels breddegrader stiger punktet der lyset dukker opp ved middagstid høyere hver dag. Dette fortsetter frem til sommersolverv, som faller den 21. juni på den nordlige halvkule. Da begynner stedet for middagsoppholdet til lyset å synke frem til 21.-22. desember. I disse dager er det vintersolverv på den nordlige halvkule. På de mellomste breddegrader kommer den korteste dagen, og så begynner den å komme. På den sørlige halvkule er hellingen av aksen motsatt, så den faller her i juni, og sommeren - i desember.

Dag er lik natt

En jevndøgn er øyeblikket når planetens akse blir vinkelrett på planet i dens bane. På dette tidspunktet løper terminatoren, grensen mellom den opplyste og mørke halvdelen, strengt langs polene, det vil si at dagen er lik natten. Det er også to slike punkter i banen. Vårjevndøgn faller 20. mars, høstjevndøgn 23. september. Disse datoene gjelder for den nordlige halvkule. I sør, i likhet med solverv, skifter jevndøgn plass: mars er høst, og september er vår.

Hvor er det varmere?

Jordens sirkulære bane - dens funksjoner i kombinasjon med aksens vipping - har en annen konsekvens. I det øyeblikket, når planeten passerer nærmest solen, ser sørpolen i sin retning. På den tilsvarende halvkulen er det sommer på denne tiden. Planeten på tidspunktet for passasje av perihelion mottar 6,9 % mer energi enn når den overvinner aphelion. Denne forskjellen er på den sørlige halvkule. I løpet av året får den litt mer solvarme enn nord. Imidlertid er denne forskjellen ubetydelig, siden en betydelig del av den "ekstra" energien faller på vannviddene på den sørlige halvkule og absorberes av dem.

Tropisk og siderisk år

Revolusjonsperioden for jorden rundt solen i forhold til stjernene, som allerede nevnt, er omtrent 365 dager 6 timer 9 minutter. Dette er et siderisk år. Det er logisk å anta at årstidsskiftet passer inn i dette segmentet. Dette er imidlertid ikke helt sant: tidspunktet for jordens revolusjon rundt solen faller ikke sammen med hele perioden for årstidene. Det er det såkalte tropiske året, som varer 365 dager 5 timer og 51 minutter. Det måles oftest fra en vårjevndøgn til en annen. Årsaken til forskjellen på tjue minutter mellom varigheten av de to periodene er presesjonen av jordaksen.

Kalenderår

For enkelhets skyld er det vanlig å anta at det er 365 dager i et år. De resterende seks og en halv timene utgjør en dag for fire omdreininger av jorden rundt solen. For å kompensere for dette, og for å hindre en økning i differansen mellom kalender- og sideriske år, innføres en «ekstra» dag, 29. februar.

En viss innflytelse på denne prosessen utøves av jordens eneste satellitt - månen. Det uttrykkes, som nevnt tidligere, i retardasjonen av planetens rotasjon. Hvert hundre år øker lengden på en dag med omtrent en tusendel.

gregorianske kalender

Antall dager kjent for oss ble introdusert i 1582. i motsetning til Julian, lar det "sivile" året i lang tid samsvare med hele syklusen av årstidene. I følge den gjentas månedene, ukedagene og datoene nøyaktig hvert fjerde hundre år. Når det gjelder varighet, er året i den gregorianske kalenderen veldig nær den tropiske.

Målet med reformen var å føre vårjevndøgn tilbake til sin vanlige plass – 21. mars. Faktum er at fra det første århundre e.Kr. til det sekstende flyttet den virkelige datoen, når dagen er lik natten, til 10. mars. Hovedmotivasjonen for revisjonen av kalenderen var behovet for å beregne påskedagen riktig. For dette var det viktig å holde 21. mars som en dag nær den virkelige jevndøgn. Den gregorianske kalenderen takler denne oppgaven veldig bra. Forskyvningen av datoen for vårjevndøgn med én dag vil ikke skje tidligere enn om 10 000 år.

Hvis vi sammenligner kalenderen og så er mer betydelige endringer mulig. Som et resultat av særegenhetene ved jordens bevegelse og faktorene som påvirker den, vil det om ca. 3200 år akkumuleres et avvik med et årsskifte en dag lang. Hvis det på dette tidspunktet er viktig å opprettholde den omtrentlige likheten til trope- og kalenderårene, vil det igjen være nødvendig med en reform tilsvarende den som ble gjennomført på 1500-tallet.

Revolusjonsperioden til jorden rundt solen korrelerer derfor med begrepene kalender, siderisk og tropisk år. Metoder for å bestemme deres varighet har blitt forbedret siden antikken. Nye data om samspillet mellom objekter i det ytre rom lar oss gjøre antakelser om relevansen av den moderne forståelsen av begrepet "år" om to, tre og til og med ti tusen år. Tiden for jordens revolusjon rundt solen og dens forbindelse med årstidene og kalenderen er et godt eksempel på påvirkningen av globale astronomiske prosesser på menneskets sosiale liv, så vel som avhengighetene til individuelle elementer i det globale systemet til Univers.