Už od 16. storočia, keď Nicolaus Copernicus preukázal, že Zem sa otáča okolo Slnka, vedci neúnavne pracujú na porozumení vzťahu z matematického hľadiska. Ak sa toto jasné nebeské telo - od ktorého závisí ročné obdobia, denný cyklus a celý život na Zemi - točí okolo nás, aká je presne povaha našej obežnej dráhy okolo neho?
Už niekoľko storočí astronómovia použili vedeckú metódu na zodpovedanie tejto otázky a určili, že obežná dráha Zeme okolo Slnka má mnoho fascinujúcich charakteristík. A to, čo našli, nám pomohlo pochopiť, prečo meriame čas tak, ako to robíme.
Orbitálna charakteristika:
Po prvé, rýchlosť obežnej dráhy Zeme okolo Slnka je 108 000 km / h, čo znamená, že naša planéta prejde 940 miliónov km počas jedinej obežnej dráhy. Zem dokončí jednu obežnú dráhu každých 365,242199 priemerných slnečných dní, čo je dlhá cesta k vysvetleniu toho, prečo je potrebné ďalšie kalendárne dni každé štyri roky (aka. Počas priestupného roka).
Vzdialenosť planéty od Slnka sa mení podľa toho, ako obieha. V skutočnosti, Zem nie je nikdy rovnaká vzdialenosť od Slnka zo dňa na deň. Keď je Zem najbližšie k Slnku, hovorí sa, že je na perihelione. K tomu dochádza každý rok okolo 3. januára, keď je Zem vo vzdialenosti asi 147 098 074 km.
Priemerná vzdialenosť Zeme od Slnka je asi 149,6 milióna km, ktorá sa označuje aj ako jedna astronomická jednotka (AU). Keď je Zem v najvzdialenejšej vzdialenosti od Slnka, hovorí sa, že Zem leží na aphelióne - čo sa stane okolo 4. júla, keď Zem dosiahne vzdialenosť asi 152 097 701 km.
A tí z vás na severnej pologuli si všimnú, že „teplé“ alebo „studené“ počasie sa nezhoduje s tým, ako blízko je Zem k Slnku. Toto je určené axiálnym naklonením (pozri nižšie).
Eliptická obežná dráha:
Ďalej je tu podstata zemskej obežnej dráhy. Namiesto dokonalého kruhu sa Zem pohybuje okolo Slnka v predĺženom kruhovom alebo oválnom vzore. Toto je známe ako „eliptická“ obežná dráha. Tento okružný vzorec prvýkrát opísal nemecký matematik a astronóm Johannes Kepler vo svojej kľúčovej práci. Astronomia nova (Nová astronómia).
Po zmeraní obežných dráh Zeme a Marsu si všimol, že občas obežné dráhy oboch planét sa zdajú zrýchľovať alebo spomaľovať. Toto sa časovo zhodovalo s aphelionom a perihelionom planét, čo znamená, že vzdialenosť planét od Slnka niesla priamy vzťah k rýchlosti ich obežných dráh. Znamenalo to tiež, že Zem aj Mars nezasiahli Slnko v dokonale kruhových obrazcoch.
Pri opise podstaty eliptických obežných dráh vedci používajú faktor známy ako „excentricita“, ktorý sa vyjadruje vo forme čísla medzi nulou a jedným. Ak je excentricita planéty takmer nulová, potom je elipsa takmer kruhom. Ak je blízko jednej, elipsa je dlhá a štíhla.
Orbita Zeme má excentricitu menšiu ako 0,02, čo znamená, že je veľmi blízko kruhovej. Preto je rozdiel medzi vzdialenosťou Zeme od Slnka pri perihelióne a aphelióne veľmi malý - menej ako 5 miliónov km.
Sezónna zmena:
Po tretie, existuje rola obežnej dráhy Zeme v sezónach, o ktorej sme hovorili vyššie. Štyri ročné obdobia sú určené skutočnosťou, že Zem je naklonená 23,4 ° na svojej vertikálnej osi, ktorá sa označuje ako „axiálny náklon“. Tento vtip na našej obežnej dráhe určuje slnovraty - bod maximálnej axiálnej naklonenia smerom k Slnku alebo od neho - a rovnodennosti, keď smer sklonu a smer Slnka sú kolmé.
Stručne povedané, keď je severná pologuľa naklonená od Slnka, zažije zimu, zatiaľ čo južná pologuľa leto. O šesť mesiacov neskôr, keď je severná pologuľa naklonená smerom k Slnku, je sezónny poriadok obrátený.
Na severnej pologuli sa zimný slnovrat vyskytuje okolo 21. decembra, letný slnovrat je blízko 21. júna, jarná rovnodennosť je okolo 20. marca a jesenná rovnodennosť je okolo 23. septembra. Axiálny sklon južnej pologule je presne opačný ako smer severnej pologule. Sezónne vplyvy na juhu sa teda zvrátia.
Aj keď je pravda, že Zem má perihelion alebo bod, v ktorom je najbližšie k Slnku, a aphelion, jeho najvzdialenejší bod od Slnka, rozdiel medzi týmito vzdialenosťami je príliš minimálny na to, aby mal akýkoľvek významný vplyv na ročné obdobia Zeme. a podnebie.
Lagrange Body:
Ďalšia zaujímavá charakteristika zemskej obežnej dráhy okolo Slnka má spoločné s Lagrangeovými bodmi. Toto je päť pozícií v orbitálnej konfigurácii Zeme okolo Slnka, kde kombinovaná gravitačná sila Zeme a Slnka poskytuje presne centripetálnu silu potrebnú na obežnú dráhu.
Päť Lagrangeových bodov medzi Zemou je označených (trochu nepredstaviteľne) L1 až L5. L1, L2 a L3 sedia pozdĺž priamky, ktorá prechádza Zemou a Slnkom. L1 je medzi nimi, L3 je na opačnej strane Slnka od Zeme a L2 je na opačnej strane Zeme ako L1. Tieto tri Lagrangeove body sú nestabilné, čo znamená, že satelit umiestnený na ktoromkoľvek z nich sa posunie z kurzu, ak bude narušený v najmenšom.
Body L4 a L5 ležia na špičkách dvoch rovnostranných trojuholníkov, kde Slnko a Zem tvoria dva dolné body. Tieto body ležia pozdĺž orbity Zeme, pričom L4 je 60 ° za ňou a L5 je 60 ° pred nami. Tieto dva Lagrangeove body sú stabilné, a preto sú obľúbeným cieľom satelitov a vesmírnych teleskopov.
Štúdium orbity Zeme okolo Slnka naučilo vedcov aj o iných planétach. Vedieť, kde planéta sedí vo vzťahu k svojej materskej hviezde, jej okružnej perióde, jej axiálnemu náklonu a množstvu ďalších faktorov, je všetko rozhodujúce pri určovaní toho, či na jednom môže existovať život a či môžu ľudia jedného dňa žiť. tam.
Tu sme napísali veľa zaujímavých článkov o obežnej dráhe Zeme v časopise Space Magazine. Tu je 10 zaujímavých faktov o Zemi, ako ďaleko je Zem od Slnka ?, Aká je rotácia Zeme ?, Prečo sú obdobia? A Čo je axiálny náklon Zeme?
Viac informácií nájdete v tomto článku o okne NASA - článok o vesmíre o eliptických obežných dráhach alebo v službe Earth NASA: Overview.
Astronómia Cast tiež espidoes, ktoré sú relevantné pre daný subjekt. Tu sú ukážky BQuestions: Čierne čierne diery, Vyváženie Zeme a Znečistenie vesmíru.
zdroj:
- Wikipedia - Zemská obežná dráha
- NASA: Windows do vesmíru - Zemská obežná dráha
- NASA: Spýtajte sa astrofyzika - rýchlosť rotácie Zeme
