¿Cómo puedes resumir en tus propias palabras la relación cualitativa entre los períodos de movimiento y los radios orbitales de los planetas del sistema solar?
Un cuerpo celeste aproximadamente esférico que orbita alrededor del sol en una órbita elíptica. Los planetas en sí generalmente no emiten luz visible, sino que emiten luz al reflejar la luz solar en sus superficies. Hay nueve planetas en el sistema solar: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. Sobre el fondo del cielo de varias constelaciones de estrellas, los planetas tienen movimientos relativos evidentes, y estos movimientos casi siempre se producen a lo largo de la eclíptica. El planeta tiene un cierto círculo de visión, por lo que bajo la vibración de la atmósfera, no hay luz estelar que centellee como una estrella puntual. Si comparas cuidadosamente, también puedes encontrar que cada planeta tiene sus propias características de color y el brillo también cambia en diferentes momentos. Basándose en estas características, no es difícil distinguirlas de las estrellas en una noche clara y sin luna. Las observaciones periódicas también pueden revelar su existencia, ocultamiento, avance y retroceso entre las estrellas (ver movimiento aparente de los planetas). El significado original de la palabra planeta se refiere a este cuerpo celeste que deambula por el cielo. La palabra significa "vagabundo" en griego.
La comprensión y la investigación de los planetas por parte de las personas se remontan a la antigüedad. Por ejemplo, hay registros sobre Júpiter en inscripciones en huesos de oráculos chinos. Entre los nueve planetas, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno fueron los primeros en ser reconocidos. Ya en el Período de los Reinos Combatientes, China tenía el concepto de "cinco estrellas", a saber, Chen Xing, Taibai, Huo Ying, Sui Xing y Zhenxing. Estos eran los nombres más comunes para estos cinco planetas en la antigüedad. Más tarde, hubo "Cinco Elementos", "Estrellas Errantes" y "Estrellas Desconcertantes". El sol, la luna y las cinco estrellas se denominaron colectivamente "Siete Constelaciones". En el antiguo Occidente, los cinco planetas llevaban nombres de figuras míticas de antaño. Nuestros antepasados realizaron un gran número de observaciones de la posición de estos cinco planetas a simple vista y con simples goniómetros, y realizaron cálculos y resúmenes muy precisos de sus revoluciones y períodos de encuentro. Los antiguos usaban planetas para indicar la edad y el destino (ver astrología) y también propusieron varios modelos del universo, incluidos los planetas.
Los otros tres planetas del sistema solar fueron descubiertos tras la invención del telescopio y el establecimiento de la ley de Kepler y la ley de gravedad de Newton. En 1781, F.W. Herschel descubrió Urano con su propio telescopio. Le Villiers de Francia y J.C. Adams de Inglaterra calcularon la posición de Neptuno, y Gale de Alemania la descubrió con un telescopio en 1846. El Plutón más débil no fue descubierto hasta 1930 por Tombaugh de Estados Unidos. En cuanto a si hay un décimo o más planetas, todavía se están explorando (ver Planetas fuera del mundo y Planetas dentro del agua). Además, hay muchos planetas más pequeños en el sistema solar que están clasificados como asteroides.
Con el desarrollo de la tecnología espacial se ha iniciado una nueva etapa en la investigación de campo de los planetas. En los últimos años se han lanzado muchas veces sondas a Mercurio, Venus, Marte y Júpiter. Se descubrió que tanto Júpiter como Mercurio tienen campos magnéticos y magnetosferas, Mercurio y Marte también tienen cráteres y Júpiter tiene anillos. Básicamente negando la existencia de vida en Marte. Además, se obtuvo una gran cantidad de fotografías y datos, que aumentaron enormemente la comprensión de todos los aspectos del planeta (ver Física Planetaria).
Durante más de 20 años, se ha descubierto que muchas estrellas cercanas al Sol tienen trayectorias onduladas, lo que indica que estas estrellas también pueden tener uno o varios planetas (ver otros sistemas planetarios). Por lo tanto, es posible que los planetas no sean exclusivos del sistema solar. Para ampliar la definición general de planeta, algunos astrofísicos creen que un planeta no debe sumar más de 0,07 masas solares, es decir, no alcanza el límite inferior de una estrella de secuencia principal que puede producir reacciones termonucleares. En otras palabras, si un cuerpo celeste es un planeta debe juzgarse desde dos aspectos: movimiento y masa. La diferencia de masa es la diferencia más esencial entre un planeta y una estrella.
Clasificación de los planetas La clasificación de los planetas es la siguiente: ① Mercurio y Venus ubicados dentro de la órbita de la Tierra se denominan planetas interiores, y Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón ubicados fuera de la órbita de la Tierra. la tierra se llaman planetas exteriores. Estos dos tipos de planetas tienen características de movimiento aparente similares. (2) Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, que están relativamente cerca del Sol y delimitados por el cinturón de asteroides, se denominan planetas interiores, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón, que están más lejos del Sol; llamados exoplanetas.
③Según las diferencias de masa, tamaño y composición química, se pueden dividir en planetas terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) y planetas leñosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), Plutón es una excepción. (4) Además de considerar los planetas terrestres como una sola categoría, algunas personas han dividido recientemente los planetas similares a Júpiter y Plutón en dos categorías: planetas gigantes (Júpiter y Saturno) y planetas distantes (Urano, Neptuno y Plutón). Los planetas similares a la Tierra son de tamaño pequeño, alta densidad, tienen un núcleo de hierro en el centro y un alto contenido de elementos metálicos. Los planetas gigantes son de gran tamaño y baja densidad, y están compuestos principalmente de hidrógeno, helio, neón y otras sustancias; la densidad de los planetas distantes se encuentra entre las dos anteriores y se componen principalmente de nitrógeno, carbono, oxígeno y sus hidruros; Generalmente se cree que las diferencias en las características de estos tres tipos de planetas están estrechamente relacionadas con la evolución del sistema solar.
La revolución del planeta El movimiento del planeta alrededor del sol se llama revolución. Las órbitas de los planetas se llaman órbitas y todas son elipses con pequeñas excentricidades. A partir del Polo Norte, todos los planetas se mueven en sentido antihorario (movimiento directo). La órbita de un planeta tiene tres características: Planar, isotrópica y casi circular. La llamada * * * planaridad significa que los planos orbitales de los nueve planetas están casi en el mismo plano; la llamada isotropía significa que giran en la misma dirección alrededor del sol y la casi circularidad significa que sus órbitas son muy; cerca de un círculo.
La primera ley del movimiento planetario de Kepler, "Elementos de las órbitas planetarias", establece que los planetas realizan movimientos elípticos en un plano alrededor del sol que se encuentra en el foco de la elipse; Por tanto, para determinar la posición de un planeta en cualquier momento se requieren seis cantidades independientes, cinco de las cuales determinan la posición espacial de la elipse orbital y una que determina la posición del planeta en su órbita en un momento determinado. Estas seis cantidades se denominan números orbitales o números orbitales planetarios.
Tradicionalmente, estas seis cantidades se seleccionan de la siguiente manera:
(1) Inclinación orbital I Es el ángulo de intersección entre el plano orbital del planeta y el plano de la eclíptica. Puedo ir de 0 a 180, dependiendo de la dirección del movimiento del planeta. Si el planeta está directo (moviéndose en la misma dirección que la Tierra en su órbita), I está en el primer cuadrante; si el planeta está retrógrado, el valor de I está entre 90 y 180.
(2) El punto ascendente del meridiano ascendente ω es una de las intersecciones de la órbita del planeta y la eclíptica. En este punto, el planeta cruza la eclíptica de sur a norte (después de este punto, la latitud heliocéntrica del planeta cambia de negativa a positiva). Visto desde el sol, el meridiano del nodo ascendente es el ángulo comprendido entre la dirección del equinoccio y la dirección del nodo ascendente.
Las dos cantidades anteriores determinan la posición del plano orbital del planeta en el espacio. La posición de este plano también se puede expresar en términos de otras cantidades, como las coordenadas eclípticas (o ecuatoriales) de los polos orbitales. Este polo se elige según la regla de la mano derecha, lo que significa que coincide con la dirección del vector del momento angular de la órbita del planeta alrededor del sol.
③El punto final del ángulo de perihelio del eje largo de la elipse de la órbita ω más cerca del Sol se llama perihelio (el otro punto final se llama afelio). La distancia angular del perihelio es el ángulo entre las dos direcciones radiales desde el nodo ascendente hasta el perihelio (o el ángulo formado por la intersección del eje mayor de la órbita y el plano de la eclíptica), que determina la dirección del eje mayor de la elipse. A veces se puede reemplazar por ∏=ω ω, y ∏ no se llama exactamente eclíptica.
(4) El diámetro de semilongitud A de la órbita a veces se denomina distancia promedio entre el planeta y el sol. Esta cantidad determina el tamaño de la órbita del planeta. A menudo se basa en el diámetro semilargo de la órbita de la Tierra y se denomina unidad astronómica.
⑤La excentricidad E es la relación entre la distancia desde el foco al centro de la elipse y el diámetro semilargo de la elipse, que determina la forma de la elipse. Si e=0, la órbita es circular.
La excentricidad e generalmente se reemplaza por el ángulo de excentricidad ` \ \varphi, que se calcula de la siguiente manera:
$sin\varphi=e$
⑥La el planeta pasa por el perihelio La hora se puede utilizar como la hora en la que el planeta pasa por el perihelio en cualquier momento. A veces se reemplaza por el ángulo de perigeo promedio M=n(t-τ) en cualquier momento T. N es el movimiento promedio del planeta, n=2π/T, y T es el período de movimiento planetario. elemento orbital, pero según Kepler La tercera ley está determinada únicamente por el diámetro semi mayor A. Cuando la unidad de longitud son unidades astronómicas y la unidad de tiempo son años, T≈a3/2.
Una expresión más precisa es:
$ t = sqrt { \frac { m _ \ oplus m _ \ odot } { m m _ \ odot } } \ cdot a^{3//2}$
Donde $m_\odot$ es la masa del sol, $m_\oplus$ es la masa de la Tierra y m es la masa del planeta.
Debido a la perturbación (la influencia de la gravedad de otros planetas), el número de órbitas de cada planeta está cambiando lentamente (ver teoría de la perturbación). La tabla "Elementos de la órbita planetaria" enumera los elementos de la órbita planetaria para la época 1980 65438 27.0 de febrero. Entre ellos, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte enumeran los números de raíz orbital promedio, y los otros cinco planetas enumeran los números de raíz orbital besándose. Una órbita de beso es una órbita instantánea, equivalente a la órbita que puede tener un planeta cuando comienza a moverse únicamente bajo la influencia de la gravedad del sol (sin interferencias de otros planetas).
La rotación de un planeta en línea recta dentro de su cuerpo. La velocidad de rotación de un planeta se expresa en "períodos siderales", que se miden utilizando un punto de referencia fijo en la esfera celeste (el equinoccio de primavera) para medir el tiempo que tarda el planeta en girar. Por ejemplo, el período sidéreo de rotación de la Tierra es de 23 horas, 56 minutos y 4,1 segundos, aproximadamente 4 minutos más corto que el día y la noche diarios (24 horas). La dirección de rotación del planeta está representada por el ángulo de inclinación ε entre el eje de rotación del planeta y el eje de rotación común (según la regla de la espiral de la derecha). Si ε es menor que 90°, se llama rotación hacia adelante, y si ε es mayor que 90°, se llama rotación inversa. La mayoría de los nueve planetas giran hacia adelante; sólo Venus gira en la dirección opuesta y Urano gira hacia los lados casi en el plano de su órbita.
Existen varios métodos para determinar la rotación de un planeta: ① Hay rastros permanentes en la superficie del planeta (como Marte) o hay algunas características a largo plazo similares a nubes en la atmósfera del planeta. (como Júpiter y Saturno), que se pueden medir y restaurar directamente ② Para los planetas que carecen de características superficiales, podemos usar velocidades de rotación opuestas en ambos extremos del ecuador para medir el movimiento de la línea espectral causado por el efecto Doppler (como Júpiter y Saturno), que se puede medir y restaurar directamente; como Urano y Neptuno); (3) Utilice el radar para medir la frecuencia de radio causada por la rotación del planeta. La banda de onda del eco se amplía (por ejemplo, para Venus y Mercurio ④ Para planetas con emisiones de radio (como Júpiter), medir los cambios periódicos en la polarización de radio causada por la rotación; ⑤ Para planetas con formas irregulares o albedo superficial desigual (como Plutón), midiendo los cambios periódicos en su brillo.
La rotación planetaria está estrechamente relacionada con la planitud y otras características de forma del cuerpo planetario. La rápida rotación de Júpiter y Saturno crea un ambiente dinámico especial digno de atención en su densa atmósfera. Sus períodos de rotación son diferentes en diferentes latitudes. La diversificación de los períodos de rotación planetaria y los ángulos ε, así como el origen de la rotación, son cuestiones importantes que deben discutirse en la evolución del sistema solar.