Eksentrisyys

Avaruudesta puhuttaessa sana eksentrisyys viittaa lähes aina kiertoradan eksentrisyyteen eli tähtitieteellisen kappaleen, kuten planeetan, tähden tai kuun, kiertoradan eksentrisyyteen. Tämä puolestaan perustuu kappaleen radan matemaattiseen kuvaukseen tai yhteenvetoon, jossa oletetaan Newtonin painovoima (tai jotain hyvin lähellä sitä). Tällaiset kiertoradat ovat muodoltaan suunnilleen ellipsin muotoisia, ja ellipsin keskeinen kuvaava parametri on sen eksentrisyys.

Yksinkertaisesti sanottuna ympyränmuotoisen radan eksentrisyys on nolla, ja parabolisen tai säteittäisen radan eksentrisyys on 1 (jos kiertorata on hyperbolinen, sen eksentrisyys on suurempi kuin 1); jos eksentrisyys on 1 tai suurempi, ”kiertoradasta” puhuttaessa kyse on tietysti hieman harhaanjohtavasta nimityksestä!

Planeettajärjestelmässä, jossa on useampi kuin yksi planeetta (tai planeetalla, jolla on useampi kuin yksi kuu, tai muussa monitähtijärjestelmässä kuin kaksoistähtijärjestelmässä), kiertoradat ovat vain likimain elliptisiä, koska jokaisella planeetalla on vetovoima jokaiseen muuhun planeettaan, ja nämä kiihtyvyydet tuottavat ei-elliptisiä ratoja. Ja kiertoratojen mallintaminen olettaen, että yleinen suhteellisuusteoria kuvaa painovoimaa, johtaa myös kiertoratoihin, jotka ovat vain suunnilleen elliptisiä (näin on erityisesti kaksoispulsareiden kohdalla).

Kiertoradat tiivistetään kuitenkin lähes aina ellipseiksi, ja eksentrisyys on yksi keskeisistä kiertorataparametreista. Miksi? Koska tämä on erittäin kätevää ja koska poikkeamat ellipsistä voidaan helposti kuvata pienillä häiriöillä.

Eksentrisyyden kaava Newtonin painovoiman alaisessa kahden kappaleen systeemissä on suhteellisen helppo kirjoittaa, mutta valitettavasti se ylittää tämän verkkosivun HTML-koodauksen mahdollisuudet.

Jos kuitenkin tiedetään kappaleen suurin etäisyys massakeskipisteestä – apoapsis (apoheli, aurinkokunnan planeetoilla), ra – ja pienin tällainen etäisyys – periapsis (periheli), rp – niin radan eksentrisyys, e, on vain:

E = (ra – rp)/( ra+ rp)

Eccentricity of an Orbit (UCAR), Eccentricity of Earth’s Orbit (National Solar Observatory) ja Equation of Time (University of Illinois) ovat verkkosivuja, joilla on lisää eksentrisyydestä.

Universe Todayn artikkelit eksentrisyydestä? Toki! Esim: Measuring the Moon’s Eccentricity at Home, Buffy the Kuiper Belt Object, and Lake Asymmetry on Titan Explained.

Kaksi Astronomy Cast -jaksoa, joissa eksentrisyys on tärkeä, ovat Neptunus ja Maa; kannattaa kuunnella.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.