Door Kenrick Vezina – Bijgewerkt 24 maart 2022

In de astrofysica is dit het perihelium is het punt in een baan waar een hemellichaam het dichtst bij de zon komt. De term is afkomstig van de Griekse woorden peri (dichtbij) en Helios (zon). Zijn tegenhanger, het aphelium , markeert de verste afstand tot de zon. Hoewel kometen het meest iconische voorbeeld zijn (ze vertonen heldere coma's en gloeiende staarten wanneer ze zich in de buurt van het perihelium bevinden), zijn dezelfde principes van toepassing op elk object dat in een baan om de aarde draait.

Excentriciteit:waarom de meeste banen niet cirkelvormig zijn

Ons gemeenschappelijke beeld van het pad van de aarde als een perfecte cirkel is een vereenvoudiging. In werkelijkheid zijn bijna alle planetaire banen, inclusief die van de aarde, enigszins elliptisch. De afwijking van een perfecte cirkel wordt gekwantificeerd door de excentriciteit van de baan , een dimensieloos getal tussen 0 en 1. Een excentriciteit van 0 duidt een perfecte cirkel aan; hogere waarden duiden op steeds langgerekte ellipsen. De excentriciteit van de aarde is bijvoorbeeld ongeveer 0,0167, terwijl de baan van de komeet Halley een excentriciteit heeft van 0,967.

Belangrijke eigenschappen van een ellips

• Foci :Twee punten die de vorm van de ellips bepalen; de zon bezet één brandpunt in een heliocentrische baan.
• Midden :Het middelpunt van de ellips.
• Hoofdas :De langste diameter die door zowel de brandpunten als het midden gaat; de eindpunten zijn de hoekpunten.
• Semi-grote as :De helft van de hoofdas, de afstand van het midden tot een hoekpunt.
• Vertices :De meest extreme punten op de ellips; corresponderen met perihelium en aphelium in orbitale termen.
• Mindere as :De kortste diameter, loodrecht op de hoofdas en door het midden; de eindpunten ervan zijn de hoekpunten.
• Semi-kleine as :De helft van de kleine as, de kortste afstand van het midden tot een hoekpunt.

Excentriciteit berekenen op basis van assen

Wanneer de lengtes van de semi-grote en semi-kleine assen bekend zijn, kan de excentriciteit worden berekend met:

\(\text{excentriciteit}^2 =1,0-\frac{\text{halve korte as}^2}{\text{halve lange as}^2}\)

Astronomische afstanden worden gewoonlijk uitgedrukt in astronomische eenheden (AU), waarbij 1 AU ≈ 149,6 miljoen km is. De eenheden van de assen moeten consistent zijn, maar ze hoeven niet AU te zijn.

Perihelium- en Aphelium-afstanden bepalen

Zodra de halve lange as (a) en de excentriciteit (e) bekend zijn, worden de dichtstbijzijnde en verste baanafstanden tot de zon berekend als:

\(\text{perihelium} =a(1- e)\)

\(\text{aphelium} =a(1+ e)\)

Voorbeeld:Mars

Mars heeft een semi-hoofdas van 1,524 AU en een excentriciteit van 0,0934.

\(\text{perihelium}_{\text{Mars}} =1,524\,(1-0,0934) =1,382\,\text{AU}\)

\(\text{aphelion}_{\text{Mars}} =1,524\,(1+0,0934) =1,666\,\text{AU}\)

Deze bescheiden variaties houden Mars op een relatief stabiele afstand van de zon, en de eveneens lage excentriciteit van de aarde zorgt voor een consistente zonnestraling gedurende het hele jaar.

Voorbeeld:Mercurius

De halve lange as van Mercurius is 0,387 AU en de excentriciteit ervan is 0,205.

\(\text{perihelium}_{\text{Kwik}} =0,387\,(1-0,205) =0,307\,\text{AU}\)

\(\text{aphelium}_{\text{Kwik}} =0,387\,(1+0,205) =0,467\,\text{AU}\)

De baan van Mercurius brengt hem in het perihelium bijna tweederde dichter bij de zon dan in het aphelium, wat dramatische verschuivingen in de temperatuur en de zonneflux in zijn baan veroorzaakt.

Waarom excentriciteit belangrijk is

Het begrijpen van de orbitale excentriciteit en de impact ervan op perihelium- en apheliumafstanden is essentieel voor nauwkeurige modellering van planetaire klimaten, trajectplanning van ruimtevaartuigen en de studie van komeetactiviteit. Hoewel de lichte excentriciteit van de aarde minimale dagelijkse effecten heeft, veroorzaken meer excentrische banen, zoals die van Mercurius, significante seizoensextremen.