Doświadczeni astronomowie doskonale zdają sobie sprawę, że prędkość orbitalna planet jest bezpośrednio związana z ich odległością od centrum układu - Słońca. Cóż, dla ludzi, którzy dopiero zaczynają studiować niesamowitą naukę o ciałach niebieskich, z pewnością byłoby interesujące dowiedzieć się więcej na ten temat.
Co to jest prędkość orbitalna?
Orbita to trajektoria, po której dana planeta porusza się wokół Słońca. To wcale nie jest idealne koło, jak myślą niektórzy ludzie, którzy nie rozumieją astronomii. Co więcej, nawet nie wygląda jak owal, ponieważ istnieje wiele czynników, z wyjątkiem grawitacji Słońca, które mogą wpływać na ruch ciał niebieskich.
Warto również natychmiast obalić inny znany mit - Słońce nie zawsze znajduje się dokładnie w centrum orbity planet krążących wokół niego.
Na koniec należy zauważyć, że nie wszystkie orbity planet leżą na tej samej płaszczyźnie. Niektóre znacznie odbiegają od tego - na przykład, jeśli przedstawisz standardowe orbity Ziemi iWenus na mapie astronomicznej, możesz upewnić się, że mają tylko kilka punktów przecięcia.
Teraz, gdy mniej więcej zajęliśmy się orbitami, możemy wrócić do definicji pojęcia prędkości orbitalnej planet. Tak astronomowie nazywają prędkość, z jaką planeta porusza się po swojej trajektorii. Może się nieznacznie różnić - w zależności od tego, jakie ciała niebieskie przechodzą w pobliżu. Jest to szczególnie widoczne na przykładzie Marsa: za każdym razem, gdy przechodzi w względną bliskość Jowisza, nieco zwalnia, będąc przyciąganym przez pole grawitacyjne tego olbrzyma.
Naukowcy od dawna ustalili zależność prędkości planet wokół Słońca od odległości do niego.
Oznacza to, że planeta najbliższa Słońcu - Merkury - porusza się najszybciej, podczas gdy prędkość Plutona jest najmniejsza w Układzie Słonecznym.
Co się z tym dzieje?
Faktem jest, że prędkość każdej planety odpowiada sile, z jaką Słońce przyciąga ją z pewnej odległości. Jeśli prędkość jest mniejsza, planeta będzie stopniowo zbliżać się do gwiazdy i w rezultacie wypali się. Jeśli prędkość będzie zbyt duża, planeta po prostu odleci z centrum naszego Układu Słonecznego.
Każdy astronom, nawet początkujący, doskonale wie, że siła grawitacji maleje wraz z odległością od Słońca. Dlatego, aby utrzymać swoje miejsce w Układzie Słonecznym, Merkury musi pędzić z zawrotną prędkością, Mars może poruszać się wolniej, a Pluton prawie wcale się nie porusza.
Merkury
Najbliższą Słońcu planetą jest Merkury. W tym miejscu zaczniemy badać prędkość planet Układu Słonecznego.
Posiada nie tylko najmniejszy promień orbity, ale także niewielkie rozmiary. To najmniejsza kompletna planeta w naszym układzie. Odległość od Merkurego do Słońca wynosi mniej niż 58 milionów kilometrów, dzięki czemu temperatura na jego równiku w upalny dzień może sięgać 400 stopni Celsjusza, a nawet więcej.
Oprócz pozostawania na swojej orbicie w tak bliskiej odległości od Słońca, planeta musi poruszać się z ogromną prędkością – około 47 kilometrów na sekundę. Ponieważ długość orbity jest dość mała ze względu na mały promień, dokonuje pełnego obrotu wokół gwiazdy w zaledwie 88 dni. Oznacza to, że Nowy Rok można tam świętować znacznie częściej niż na Ziemi. Ale prędkość obrotu planety wokół własnej osi jest bardzo mała - Merkury dokonuje pełnego obrotu w prawie 59 ziemskich dni. Tak więc dzień tutaj jest niewiele krótszy niż rok.
Wenus
Następną planetą w naszym systemie jest Wenus. Jedyny, w którym słońce wschodzi na zachodzie i zachodzi na wschodzie. Odległość do centrum systemu wynosi 108 milionów kilometrów. Z tego powodu prędkość planety na orbicie jest znacznie mniejsza niż prędkość Merkurego (tylko 35 kilometrów na sekundę). Co więcej, jest to jedyna planeta, której orbita jest tak naprawdę prawie idealnym okręgiem - błąd (lub, jak mówią eksperci, mimośród) jest niezwykle mały.
Prawda, długość orbity (wedługw porównaniu do Merkurego) ma znacznie więcej, dlatego Wenus pokonuje pełną drogę w zaledwie 225 dni. Nawiasem mówiąc, kolejny interesujący fakt, który odróżnia Wenus od wszystkich innych planet Układu Słonecznego: okres obrotu wokół osi (jeden dzień) wynosi tutaj 243 ziemskie dni. Dlatego rok tutaj trwa krócej niż jeden dzień.
Ziemia
Teraz możesz pomyśleć o planecie, która stała się domem dla ludzkości - Ziemi. Średnia odległość do Słońca to prawie 150 milionów kilometrów. Ta odległość jest zwykle nazywana jedną jednostką astronomiczną - używa się ich przy obliczaniu małych (według standardów Wszechświata) odległości w kosmosie.
Trudno w to uwierzyć, ale kiedy czytasz ten artykuł, poruszasz się wraz z Ziemią z prędkością prawie 30 kilometrów na sekundę. Ale nawet przy tak imponującej prędkości, aby dokonać kompletnej rewolucji wokół Słońca, planeta spędza na niej ponad 365 dni lub 1 rok. Ale obraca się wokół własnej osi dość szybko – w ciągu zaledwie 24 godzin. Jednak te i wiele innych faktów dotyczących Ziemi jest oczywistych dla wszystkich, więc nie będziemy szczegółowo rozważać naszej rodzimej planety. Przejdźmy do następnego.
Mars
Ta planeta została nazwana na cześć przerażającego boga wojny. Pod każdym względem Mars jest jak najbliżej Ziemi. Na przykład prędkość planety na orbicie wynosi 24 kilometry na sekundę. Odległość do Słońca wynosi około 228 milionów kilometrów, dlatego powierzchnia jest przez większość czasu raczej chłodna - tylko w dzień ogrzewa się do -5 stopni Celsjusza, a nocą robi się zimno do -87 stopni.
Ale dzień tutaj jest prawie równy Ziemi - 24 godziny i 40 minut. Upraszczając, ukuto nawet nowy termin oznaczający dzień marsjański - sol.
Ponieważ odległość do Słońca jest dość duża, a trajektoria ruchu jest znacznie dłuższa niż na Ziemi, rok tutaj trwa dość długo - aż 687 dni.
Mimośrodowość planety nie jest zbyt duża - około 0,09, więc orbitę można uznać za warunkowo okrągłą ze Słońcem znajdującym się prawie w środku opisanego okręgu.
Jowisz
Jowisz otrzymał swoją nazwę na cześć najpotężniejszego starożytnego rzymskiego boga. Nic dziwnego, że to właśnie ta planeta może pochwalić się największymi rozmiarami w Układzie Słonecznym – jej promień wynosi prawie 70 tysięcy kilometrów kwadratowych (na przykład Ziemia ma tylko 6 371 kilometrów).
Odległość od Słońca pozwala Jowiszowi obracać się dość wolno - tylko 13 kilometrów na sekundę. Z tego powodu planeta potrzebuje prawie 12 ziemskich lat, aby zatoczyć pełne koło!
Ale dzień tutaj jest najkrótszy w naszym systemie - 9 godzin i 50 minut. Nachylenie osi obrotu jest tutaj niezwykle małe - tylko 3 stopnie. Dla porównania, nasza planeta ma temperaturę 23 stopni. Z tego powodu na Jowiszu w ogóle nie ma pór roku. Temperatura jest zawsze taka sama, zmienia się tylko w krótkie dni.
Mimośrodowość Jowisza jest dość mała - mniej niż 0,05. Dlatego równomiernie owija kręgi ściśle wokół Słońca.
Saturn
Ta planeta nie jest zbyt gorsza od Jowisza, ponieważ jest drugą co do wielkościkosmiczne ciało w naszym Układzie Słonecznym. Jego promień wynosi 58 tysięcy kilometrów.
Prędkość planety na orbicie, jak wspomniano powyżej, nadal spada. W przypadku Saturna liczba ta wynosi tylko 9,7 km na sekundę. A do przejścia z tak małą prędkością ma się naprawdę dużą odległość - odległość do Słońca to prawie 9,6 jednostek astronomicznych. W sumie ta ścieżka trwa 29,5 roku. Ale dzień jest jednym z najkrótszych w systemie - tylko 10,5 godziny.
Mimośrodowość planety jest prawie taka sama jak w przypadku Jowisza - 0,056. W związku z tym okrąg okazuje się dość równy - peryhelium i aphelium różnią się tylko o 162 miliony kilometrów. Biorąc pod uwagę ogromną odległość od Słońca, różnica jest niewielka.
Co ciekawe, pierścienie Saturna również krążą wokół planety. Co więcej, prędkość warstw zewnętrznych jest znacznie mniejsza niż warstw wewnętrznych.
Uran
Kolejny gigant Układu Słonecznego. Tylko Jowisz i Saturn przewyższają go wielkością. Co prawda Neptun też omija go wagowo, ale wynika to z dużej gęstości jądra. Średnia odległość do Słońca jest naprawdę ogromna – aż 19 jednostek astronomicznych. Porusza się dość wolno - stać go na to z tak dużej odległości. Prędkość planety na orbicie nie przekracza 7 kilometrów na sekundę. Z powodu takiej powolności pokonanie ogromnej odległości wokół Słońca zajmuje Uranowi aż 84 lata ziemskie! Bardzo przyzwoity czas.
Ale wokół własnej osi obraca się niesamowicie szybko – pełny obrótukończone w zaledwie 18 godzin!
Niesamowitą cechą planety jest to, że obraca się ona wokół siebie nie w pionie, ale w poziomie. Innymi słowy, wszystkie inne planety Układu Słonecznego dokonują rewolucji „stojąc” na biegunie, a Uran po prostu „toczy się” po swojej orbicie, jakby leżał na boku. Naukowcy tłumaczą to faktem, że podczas formowania się planeta zderzyła się z jakimś dużym kosmicznym ciałem, przez co po prostu spadła na bok. Dlatego też, chociaż w konwencjonalnym sensie dzień tutaj jest bardzo krótki, na biegunach dzień trwa 42 lata, a noc tyle samo lat.
Neptun
Starożytny rzymski władca mórz i oceanów nadał swoje dumne imię Neptunowi. Nic dziwnego, że nawet jego trójząb stał się symbolem planety. Pod względem wielkości Neptun jest czwartą planetą w Układzie Słonecznym, tylko nieznacznie gorszą od Urana – jej średni promień wynosi 24 600 km w porównaniu z 25 400.
Od Słońca utrzymuje się w odległości średnio 4,5 miliarda kilometrów lub 30 jednostek astronomicznych. Dlatego ścieżka, którą pokonuje, pokonując orbitę, jest naprawdę ogromna. A jeśli weźmiesz pod uwagę, że prędkość kołowa planety wynosi tylko 5,4 kilometra na sekundę, nie ma nic dziwnego w tym, że jeden rok tutaj równa się 165 lat ziemskich.
Ciekawostka: panuje tu dość gęsta atmosfera (choć składa się ona głównie z metanu), a czasem zdarzają się wiatry o niesamowitej sile. Ich prędkość może sięgać 2100 kilometrów na godzinę – na Ziemi nawet pojedynczy impuls takiej mocy natychmiast zniszczyłby każde miasto, nie zostawiając tam żadnego kamienia.
Pluton
Wreszcie ostatnia planeta na naszej liście. Mówiąc dokładniej, nawet nie planeta, ale planetoida - niedawno została usunięta z listy planet ze względu na jej niewielkie rozmiary. Średni promień wynosi tylko 1187 kilometrów - nawet dla naszego księżyca liczba ta wynosi 1737 kilometrów. Niemniej jednak jego nazwa jest dość groźna - została nadana na cześć boga podziemi zmarłych wśród starożytnych Rzymian.
Średnio odległość od Plutona do Słońca wynosi około 32 jednostek astronomicznych. Dzięki temu czuje się bezpiecznie i porusza się z prędkością zaledwie 4,7 km na sekundę – Pluton nadal nie spadnie na gorącą gwiazdę. Jednak aby dokonać kompletnej rewolucji wokół Słońca o tak dużym promieniu, ta maleńka planeta spędza 248 lat ziemskich.
Obraca się również bardzo wolno wokół własnej osi - zajmuje to 152 godzin ziemskich lub więcej niż 6 dni.
Poza tym mimośród jest największy w Układzie Słonecznym - 0,25. Dlatego Słońce jest daleko od środka orbity, ale przesunięte o prawie jedną czwartą.
Wniosek
To koniec artykułu. Teraz wiesz o prędkości planet w naszym Układzie Słonecznym, a także poznałeś wiele innych czynników. Z pewnością teraz rozumiesz astronomię znacznie lepiej niż wcześniej.
