Perihel og aphel

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Banerne for Jorden (blå farve) og den jordnære asteroide Eros (orange farve) omkring Solen (gul). Banernes perihel er markeret med grønne skiver og aphel med røde. To sorte prikker markerer baneellipsernes centre. Jordens bane er næsten cirkulær, så ellipsens centrum falder næsten sammen med Solens. Apsidelinjerne er stiplede.

Perihel og aphel er betegnelser for to særlige positioner i et himmellegemes elliptiske bane omkring Solen.[1][2][3][4]

Perihel (engelsk: perihelion, tysk: Perihel) er det sted i banen, hvor afstanden til Solen er mindst. Aphel (udtales ap-hel, engelsk: aphelion, tysk: Aphel) er det sted i banen, hvor afstanden til Solen er størst. Hvis banen er åben, dvs. har form som en parabel eller hyperbel, har den et perihel, men intet aphel. Endelsen -hel er afledt af det græske ord for Solen, Helios. Som en fælles betegnelse benyttes apsidepunkter, og linjen gennem perihel og aphel kaldes apsidelinien. Periheltid betegner det tidspunkt, hvor himmellegemet er tættest på Solen og perihellængde anvendes til at beskrive en planetbanes beliggenhed i rummet.

Analoge betegnelser[redigér | redigér wikikode]

For andre centrallegemer end Solen benyttes tilpassede navne (der er flere end de anførte, men de benyttes næsten ikke i praksis):

Centrallegeme Betegnelser Omkredsende objekter
Solen perihel, aphel Planeter, dværgplaneter, småplaneter, kometer
Jorden perigæum, apogæum Månen, jordomkredsende satellitter
Månen periselene, aposelene Måneomkredsende satellitter
Hovedkomponent i
en dobbeltstjerne
periastron, apastron Ledsager i en dobbeltstjerne, exoplanet
Uspecificeret periapsis, apapsis

Perihelier og aphelier i Solsystemet[redigér | redigér wikikode]

Indre planeters baner
Ydre planeters baner
Perihel og aphel hos Merkur, Venus, Jorden og Mars. Perihel og aphel hos Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.
Set fra himlens nordpol med forårspunktet nedad. Planeterne bevæger sig mod uret. Signaturer:  Perihel,  Aphel

Nedenstående tabel viser værdier for perihel- og aphelafstande for alle otte planeter samt for nogle kometer og dværgplaneter. Perihelafstanden betegnes ofte med , aphelafstanden med . De beregnes ud fra banens middelafstand og excentricitet ved hjælp af følgende formler:

Perihelaftande og aphelafstande
for Solsystemets planeter[5], nogle dværgplaneter og kometer[6]
Afstande angives både i astronomiske enheder (au) og i millioner kilometer.
Planet
Dværgplanet
Komet
Middelafstand
Excentricitet
Perihelafstand
Aphelafstand
au mill. km au mill. km au mill. km
Merkur 0,38709927 57,9092 0,20563593 0,307498 46,0010 0,466701 69,8174
Venus 0,72333566 108,209 0,00677672 0,718434 107,476 0,728238 108,943
Jorden 1,00000261 149,598 0,01671123 0,983291 147,098 1,016714 152,098
Mars 1,52371034 227,944 0,09339410 1,381405 206,655 1,666016 249,232
Komet Encke 2,21513470 331,379 0,84832544 0,335980 50,2618 4,094290 612,497
Ceres 2,76916515 414,261 0,07600903 2,558684 382,774 2,979647 444.749
Jupiter 5,20288700 778,341 0,04838624 4,951139 740,680 5,454635 816,002
Saturn 9,53667594 1426.67 0,05386179 9,023014 1349,82 10,05034 1503,51
Komet Halley 17,83414429 2667,95 0,96714291 0,585978 87,6611 35,08231 5248,24
Uranus 19,18916464 2870,66 0,04725744 18,282334 2735,00 20,09600 3006,32
Neptun 30,06992276 4498,40 0,00859048 29,811608 4459,75 30,3284 4537,04
Pluto 39,48211675 5906,44 0,24882730 29,657888 4436,76 49,30635 7376,12
Haumea 43,28708121 6475,66 0,19205041 34,973779 5232,00 51,60031 7719,31
Makemake 45,5611895 6815,86 0,15802877 38,361211 5738,76 52,76117 7892.96
Eris 67,7404952 10133,83 0,43884328 38,013034 5686,67 97,46796 14581,0
Dværgplaneter er markeret med  mørkegrå  baggrund, kometer med  lysegrå  baggrund.
Grafisk fremstilling af perihel- og aphelafstande for Solsystemets otte planeter. Afstande fra Solen er for neden angivet i astronomiske enheder (au) og foroven i millioner kilometer. Banerne for Venus og Neptun er næsten cirkulære.
:Image:PeriheliaApheliaPlanets.svg
Grafisk fremstilling af perihel- og aphelafstande for Solsystemets otte planeter. Afstande fra Solen er for neden angivet i astronomiske enheder (au) og foroven i millioner kilometer. Banerne for Venus og Neptun er næsten cirkulære.
Grafisk fremstilling af perihel- og aphelafstande for Solsystemets fire gaskæmper, de to berømteste periodiske kometer (komet Halley og komet Encke) samt for de fem dværgplaneter 1 Ceres, 134340 Pluto, 136106 Haumea, 136472 Makemake og 136199 Eris. Afstande fra Solen er for neden angivet i astronomiske enheder (au) og foroven i milliarder kilometer.
:Image:PeriheliaApheliaSolarSystem.svg
Grafisk fremstilling af perihel- og aphelafstande for Solsystemets fire gaskæmper, de to berømteste periodiske kometer (komet Halley og komet Encke) samt for de fem dværgplaneter 1 Ceres, 134340 Pluto, 136106 Haumea, 136472 Makemake og 136199 Eris. Afstande fra Solen er for neden angivet i astronomiske enheder (au) og foroven i milliarder kilometer.

Jorden i perihel og aphel[redigér | redigér wikikode]

Nedenstående tabel viser tidspunkter for perihel- og aphelpassager i tidsrummer 2019 til 2029. [7]

År Periheltid Perihelafstand Apheltid Aphelafstand
GMT au GMT au
2019 Jan 04 15:30 0.9832730 Jul 04 01:40 1.0167543
2020 Jan 05 07:48 0.9832436 Jul 04 11:35 1.0166943
2021 Jan 02 13:51 0.9832571 Jul 05 22:27 1.0167292
2022 Jan 04 06:55 0.9833365 Jul 04 07:11 1.0167154
2023 Jan 04 16:17 0.9832956 Jul 06 20:07 1.0166806
2024 Jan 03 00:39 0.9833070 Jul 05 05:06 1.0167255
2025 Jan 04 13:28 0.9833274 Jul 03 19:55 1.0166437
2026 Jan 03 17:16 0.9833021 Jul 06 17:31 1.0166440
2027 Jan 03 02:33 0.9833335 Jul 05 05:06 1.0167289
2028 Jan 05 12:28 0.9833074 Jul 03 22:18 1.0166798
2029 Jan 02 18:13 0.9832917 Jul 06 05:12 1.0167127

I hundredåret 2001 til 2100 indtræffer den mindste perihelafstand i 2020 og den største aphelafstand indfandt sig i 2019.

Tidspunkter og afstande er fundet ved at beregne positioner af planeterne ved numerisk integration af bevægelsesligningerne. Der er her tale om mindste og største værdier af afstanden mellem Jordens centrum og Solens centrum. Det er bemærkelsesværdigt, at tidspunkterne for passage af perihel og aphel fra år til år skifter med flere døgn. Der er tre årsager til dette:

Rosetteformet, heliocentrisk bevægelse af Solsystemets barycentrum i tidsrummet 2000 til 2050 projiceret på ekliptikaplanet. Røde prikker markerer positioner den 1. januar. x-aksen er rettet mod forårspunktet (ekliptikal længde λ = 0 °), y-aksen peger mod ekliptikal længde λ = 90 °. Størrelsen af Solen er markeret med en gul skive (nominel radius 695 700 km). Det er først og fremmest Jupiter, der rykker Solen væk fra det fælles tyngdepukt.
  • Den vigtigste grund er, Jordens bevægelse rundt om Solen er markant påvirket af tilstedeværelsen af en stor og relativt tung drabant, Månen. Månens masse er 1.23 % af Jordens, hvilket er nok til at flytte Jordens centrum op til 4942 km fra det fælles tyngdepunkt (barycentrum) for Jorden-Månen, se figur, der viser Månens og Jordens bevægelse omkring barycentret. Månen deformerer Jordens bane fra at være ellipseformet. Hvis barycentret på et tidspunkt befinder sig i perihel og Månen samtidigt er nær første kvarter, så vil jordcentrets afstand fra Solen fremover aftage yderligere, dvs. Jorden når perihel på et senere tidspunkt. Hvis Månen omvendt befinder sig nær sidste kvarter, så vil Jordens afstand til Solen fremover forøges, dvs. Jorden var i perihel tidligere end barycentret. For aphel er forholdet omvendt, men betyder igen, at der er forskel på apheltiden for Jorden og for barycentrum for Jorden-Månen.
  • Det samme fænomen gør sig gældende for Solen, men er af langt mindre betydning: Solens centrum bevæger sig langsomt på en rosetteformet bane rundt om barycentret for hele Solsystemet, som det kan ses på figuren til højre. Solen flyttes her især af Jupiter og i mindre grad af Saturn, Uranus og Neptun.
  • Jordbanens elliptiske form (eller rettere Jorden-Månen-barycenterets baneform) ændres langsomt på grund af tyngdepåvirkning fra hovedsageligt Venus (den nærmeste naboplanet) og Jupiter (den tungeste naboplanet).

Perihelpassager
for Jorden
Tidspunkt Forskel
1993 jan 4d 3h  
363d  3h
1994 jan 2d  6h
367d  5h
1995 jan 4d 11h
364d 20h
1996 jan 4d  7h
363d 16h
1997 jan 1d 23h
367d 22h
1998 jan 4d 21h
363d 16h
1999 jan 3d 13h
364d 16h
2000 jan 3d  5h
 
Perihelpassager
for barycentret for Jorden-Månen
Tidspunkt Forskel
1993 jan 3d  3h  
365d  5h
1994 jan 3d  8h
365d  8h
1995 jan 3d 16h
365d  7h
1996 jan 3d 23h
365d  6h
1997 jan 3d  5h
365d  9h
1998 jan 3d 14h
363d  8h
1999 jan 3d 22h
365d  2h
2000 jan 3d 24h
 




Tabellen til venstre viser tidspunkter for Jordens perihelpassager i årene 1993 til 2000 og tabellen til højre tidspunkter for perihelpassage af Jorden-Månens barycenter i samme periode. Det fremgår tydeligt, at variationen af sidstnævnte er betydeligt mindre; den skyldes hovedsageligt den omtalte tyngdepåvirkning fra andre planeter.

Neptun i perihel og aphel[redigér | redigér wikikode]

Neptuns afstand fra Solen omkring aphel (venstre figurdel) og nær perihel (højre figurdel) angivet i au (astronomiske enheder). Seneste aphel indtraf den 13. juli 1959 og næste perihel vil indtræffe 5. september 2042. Ekstrema afstande er markeret med stiplede linjer; bemærk de to sekundære ekstrema. Den tynde sorte kurver angiver Neptuns afstand fra Solsystemets barycentrum. Data beregnet med VSOP87-modellen. Efter forlæg af J. Meeus [8].

Planeten, hvis omløbstid om Solen er 164.8 år, var sidst i aphel den 13. juli 1959 i en afstand fra Solen på 30.33174 au. Herefter aftog afstanden, men nåede et minimum på 30.32272 au den 6. oktober 1965, hvorefter den igen voksede til et sekundært maximum på 30.32407 au den 21. november 1968, se figurens højre del. Herefter aftog afstanden frem til perihelpassagen, der indtræffer 5. september 2042 i en afstand på 29.80643 au. Den samme forløb som ved aphel gentages (marginalt) i årene 2049 - 2050 med et sekundært maximum (24. oktober 2049, 29.8167112 au) og et sekundært minimum (25. juni 2050, 28.8166696 au), se figurens venstre del.

Neptun har en meget stor måne, Triton, men planetens enorme masse betyder, at Triton ikke kan flytte Neptuns tyngdepunkt mærkbart.

Forklaringen på den ejendommelige opførsel er dels, at Neptuns bane er næsten cirkulær, dels at omløbstiden er høj. Det betyder, at afstanden til Solsystemets barycenter kun varierer lidt og langsomt, således, at Solens relativt hurtige bevægelse i forhold til barycentret får betydning. Neptun er den eneste planet for hvilken der optræder sekundære maxima eller minima for afstanden til Solen.

Henvisninger[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ Bodil E. Helt: Klassisk astronomi, Akademisk Forlag, 1975, side 52 og 54.
  2. ^ Claus Christensen, Carsten Claussen, Bjørn Felsager: Fysikkens spor, Gyldendal, 1990, side 79.
  3. ^ Claussen, Both, Hartling: Spektrum. Fysik II, Gyldendal, 2004, side 364.
  4. ^ Knud Erik Nielsen, Esper Fogh: Vejen til fysik AB1, Forlaget Hax, 2006, side 30
  5. ^ https://ssd.jpl.nasa.gov/txt/p_elem_t1.txt
  6. ^ https://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi
  7. ^ Earth perihelion and aphelion table courtesy of Fred Espenak, www.astropixels.com. Beregningerne bygger på metoder beskrevet i Jean Meeus: Astronomical Algorithms, (Willmann-Bell, Inc., Richmond, 1998). Kilde: http://www.astropixels.com/ephemeris/perap2001.html
  8. ^ Jean Meeus: Mathematical Astronomy Morsels, Willmann-Bell, Inc., 1997, side 175.