Contenu
- Excentricité: la plupart des orbites ne sont pas réellement circulaires
- Les propriétés des ellipses
- Calcul de l'excentricité
- Permet de trouver le Perihelion Distance de Mars
En astrophysique, le périhélie est le point situé sur l'orbite d'un objet lorsqu'il est le plus proche du soleil. Il vient du grec pour près (péri) et le soleil (Helios). Son opposé est le aphelion, le point sur son orbite où un objet est le plus éloigné du soleil.
Le concept de périhélie est probablement le plus familier en ce qui concerne les comètes. Les orbites des comètes ont tendance à être de longues ellipses avec le soleil situé à un point focal. En conséquence, la majeure partie du temps de la comète est passée loin du soleil.
Cependant, à l'approche du périhélie, les comètes s'approchent suffisamment du soleil pour que sa chaleur et ses radiations la fassent germer dans le coma lumineux et les longues queues rougeoyantes qui en font l'un des objets célestes les plus célèbres.
Lisez la suite pour en savoir plus sur les relations entre le périhélie et la physique orbitale, y compris une périhélie formule.
Excentricité: la plupart des orbites ne sont pas réellement circulaires
Bien que beaucoup d’entre nous portent une image idéalisée du chemin de la Terre autour du soleil comme un cercle parfait, la réalité est très rare (voire aucune) orbite est réellement circulaire - et la Terre ne fait pas exception. Presque tous sont réellement ellipses.
Les astrophysiciens décrivent la différence entre l'orbite circulaire hypothétiquement parfaite d'un objet et son orbite imparfaite elliptique excentricité. L'excentricité est exprimée par une valeur comprise entre 0 et 1, parfois convertie en pourcentage.
Une excentricité de zéro indique une orbite parfaitement circulaire, avec des valeurs plus grandes indiquant des orbites de plus en plus elliptiques. Par exemple, l’orbite non circulaire de la Terre a une excentricité d’environ 0,0167, alors que celle de la comète de Halley, extrêmement elliptique, a une excentricité de 0,967.
Les propriétés des ellipses
Quand on parle de mouvement orbital, il est important de comprendre certains des termes utilisés pour décrire les ellipses:
Calcul de l'excentricité
Si vous connaissez la longueur des axes majeur et mineur d’une ellipse, vous pouvez calculer son excentricité à l’aide de la formule suivante:
excentricité2 = 1.0 - (demi-axe mineur)2 / (demi-grand axe)2
En règle générale, les longueurs des mouvements orbitaux sont mesurées en unités astronomiques (UA). Une UA est égale à la distance moyenne du centre de la Terre au centre du soleil, ou 149,6 millions de kilomètres. Les unités spécifiques utilisées pour mesurer les axes n’ont aucune importance tant qu’elles sont identiques.
Permet de trouver le Perihelion Distance de Mars
Avec tout cela, calculer les distances de périhélie et d'aphélie est en fait assez facile tant que vous connaissez la longueur d'une orbite axe majeur et son excentricité. Utilisez la formule suivante:
périhélie = demi-grand axe (1 - excentricité)
aphelion = demi-grand axe (1 + excentricité)
Mars a un demi-grand axe de 1,524 UA et une faible excentricité de 0,0934, donc:
périhélieMars = 1,524 UA (1 - 0,0934) = 1,382 UA
aphelionMars = 1,524 UA (1 + 0,0934) = 1,666 UA
Même aux points les plus extrêmes de son orbite, Mars reste à peu près à la même distance du soleil.
De même, la Terre a une très faible excentricité. Cela permet de maintenir l’approvisionnement en rayonnement solaire de la planète relativement constant tout au long de l’année et signifie que l’excentricité de la Terre n’a pas d’impact notable sur notre vie quotidienne. (L'inclinaison de la terre sur son axe a un effet beaucoup plus visible sur nos vies en causant l'existence de saisons.)
Calculons maintenant les distances de Mercure entre le périhélie et les aphelions et celles du soleil. Le mercure est beaucoup plus proche du soleil, avec un demi-grand axe de 0,387 UA. Son orbite est également beaucoup plus excentrique, avec une excentricité de 0,205. Si nous intégrons ces valeurs dans nos formules:
périhélieMercure = 0,387 UA (1 - 0,206) = 0,307 UA
aphelionMercure = 0,387 UA (1 + 0,206) = 0,467 UA
Ces chiffres signifient que Mercure est presque les deux tiers plus proche du soleil pendant le périhélie qu’à l’aphélie, ce qui entraîne des changements beaucoup plus dramatiques dans la quantité de chaleur et de rayonnement solaire que la surface exposée au soleil de la planète est exposée au cours de son orbite.