Wenn es um den Weltraum geht, bezieht sich das Wort Exzentrizität fast immer auf die orbitale Exzentrizität oder die Exzentrizität der Umlaufbahn eines astronomischen Körpers, wie eines Planeten, Sterns oder Mondes. Dies wiederum beruht auf einer mathematischen Beschreibung oder Zusammenfassung der Umlaufbahn des Körpers unter der Annahme der Newtonschen Schwerkraft (oder etwas, das dieser sehr nahe kommt). Solche Bahnen haben eine annähernd elliptische Form, und ein Schlüsselparameter, der die Ellipse beschreibt, ist ihre Exzentrizität.
Einfach ausgedrückt hat eine kreisförmige Bahn eine Exzentrizität von Null und eine parabolische oder radiale Bahn eine Exzentrizität von 1 (wenn die Bahn hyperbolisch ist, ist ihre Exzentrizität größer als 1); wenn die Exzentrizität 1 oder größer ist, ist der Begriff „Bahn“ natürlich etwas irreführend!
In einem Planetensystem mit mehr als einem Planeten (oder einem Planeten mit mehr als einem Mond oder einem Mehrfachsternsystem, das kein Doppelsternsystem ist) sind die Bahnen nur annähernd elliptisch, weil jeder Planet eine Anziehungskraft auf jeden anderen ausübt, und diese Beschleunigungen führen zu nicht-elliptischen Bahnen. Und die Modellierung von Umlaufbahnen unter der Annahme, dass die allgemeine Relativitätstheorie die Schwerkraft beschreibt, führt ebenfalls zu Umlaufbahnen, die nur annähernd elliptisch sind (dies gilt insbesondere für binäre Pulsare).
Allerdings werden Umlaufbahnen fast immer als Ellipsen zusammengefasst, wobei die Exzentrizität einer der wichtigsten Parameter der Umlaufbahn ist. Warum? Weil das sehr praktisch ist und weil Abweichungen von Ellipsen leicht durch kleine Störungen beschrieben werden können.
Die Formel für die Exzentrizität in einem Zweikörpersystem unter Newtonscher Gravitation ist relativ einfach zu schreiben, übersteigt aber leider die Möglichkeiten des HTML-Codes dieser Webseite.
Wenn man jedoch den maximalen Abstand eines Körpers vom Massenschwerpunkt – die Apoapsis (Apohel, für Planeten des Sonnensystems), ra – und den minimalen solchen Abstand – die Periapsis (Perihel), rp – kennt, dann ist die Exzentrizität, e, der Umlaufbahn gerecht:
E = (ra – rp)/( ra+ rp)
Eccentricity of an Orbit (UCAR), Eccentricity of Earth’s Orbit (National Solar Observatory), und Equation of Time (University of Illinois) sind Webseiten mit mehr über Exzentrizität.
Universe Today Artikel über Exzentrizität? Aber sicher! Zum Beispiel: Measuring the Moon’s Eccentricity at Home, Buffy the Kuiper Belt Object, and Lake Asymmetry on Titan Explained.
Zwei Astronomy Cast-Folgen, in denen die Exzentrizität eine Rolle spielt, sind Neptun und Erde; es lohnt sich, sie anzuhören.