ABC of Astronomy - E Is for Ecliptic

• Kan 18, 2024

For rundt fem milliarder år siden var sola en svimmel ung ting. Den roterte på aksen, og en enorm støvete skive kretset rundt den. Planetene, månene, asteroider og andre gjenstander som er dannet av diskmaterialet. Selv om disken ikke lenger eksisterer, er flyet som den okkuperte fremdeles preget av banene fra solsystemets kropper. Det kalles ekliptisk plan. Banene er ikke sirkulære, de er litt klemme sirkler kjent som ellipser. De eksentrisitet av en bane forteller oss hvor klemt formen er.

Ekliptikken
Når jorden reiser rundt sola hvert år, ser vi solens posisjon endre seg mot bakgrunnen til faste stjerner. Stien som den ser ut til å gå, kalles ekliptikken. Konstellasjonene som ligger langs denne stien tjente som en slags kalender og var av religiøs betydning for eldgamle folk. De er stjernebildene.

I stedet for bare å tenke på ekliptikken som en bane, kan du prøve å forestille deg den som en flat overflate, et plan. Den ville strekke seg fra solen ut i solsystemet. Planetene går i bane rundt det ekliptiske planet. De åtte planetene er stort sett i samme fly. Plutos bane er imidlertid vippet til ekliptikken med 17 grader.

Så ekliptikken er der planetene er, og det er midtlinjen i dyrekretsen. Men hvorfor kalles det ekliptikken? Det er fordi det er relatert til formørkelser. Selv om månen også er på ekliptikken, er bane litt tiltet - omtrent 5 grader - til jordens bane. Det er to punkter der banene krysser, og disse kalles noder. Hvis det er en ny måne eller en fullmåne når månen befinner seg i en knute, er solen, jorden og månen stilt opp for en formørkelse.

ellipse
I århundrer antok mennesker at baner var sirkulære og at Jorden var i sentrum av kosmos. Sirkler og sfærer, som var perfekte former, var et trekk i himmelen, og en kontrast til vår ufullkomne jord. Faktisk er planetens baner i solsystemet nær nok til å være sirkulære til at det krever mye nøye observasjon og måling for å oppdage at de ikke er det.

Hvis du antar at banene er sirkulære, vil spådommer om planetbevegelse imidlertid ikke være nøyaktige, og heller ikke prognoser for hendelser som en transitt av Venus. For å få modellen til å passe observasjonene hadde Ptolemaios (90-168) planetene til å bevege seg på kompliserte sirkelsystemer. Det fungerte faktisk ganske bra med tanke på prediksjon, men over lang tid ble feilene merkbare.

Det var en viss forbedring da Copernicus satte Sola i sentrum av systemet. Likevel var det fremdeles ikke nøyaktig fordi Copernicus beholdt de sirkulære banene. Gjennombruddet kom med arbeidet til Johannes Kepler (1571-1630). Kepler, som var matematiker, brukte de grundige observasjonene over en periode av år av Tycho Brahe (1546-1601) for å gi mening om planetariske bevegelser. Det var først da han fikk ideen om at banene kanskje ikke var sirkulære at han klarte å få teori og observasjon til å matche.

Kepler fant ut at banene var ellipser. Dette samsvarte med Brahes data, og Kepler kunne beskrive dem matematisk.

En ellipse er en klemt sirkel, med to samlingspunkter som heter foci. Når det gjelder solsystemet, er planetene bane ellipser og solen er i ett fokus. En sirkel er et spesielt tilfelle av en ellipse, der begge fokusene er på samme sted.

eksentrisitet
Eksentrisitet er et begrep som forteller oss hvor avrundet en ellipse er, på en skala fra 0 til 1. En sirkel har en eksentrisitet på 0 (e = 0). En ellipse kan ikke ha en eksentrisitet på 1, men en veldig lang smal ellipse kan være i nærheten av 1. Solsystemets planeter har ikke veldig eksentriske baner. Venus har den mest avrundede bane med e = 0,0068. Dvergplaneten Pluto har den mest eksentriske bane (e = 0.2488), og som vi så i et tidligere diagram, er bane også vinklet med hensyn til ekliptikken. Det er et trekk ved mange av de fjerneste objektene at de har eksentriske og vinklede baner.

Video Instruksjoner: History of Astronomy Part 1: The Celestial Sphere and Early Observations (Kan 2024).