Удлинение (астрономия) - Elongation (astronomy)

Угол ε проведен между двумя прямыми линиями от Земли до Солнца и от Земли до планеты.  Это демонстрируется для различных положений вдоль круговых орбит, как для планет, расположенных ближе к Солнцу (где угол всегда меньше 90 °), так и для внешних планет (для которых угол может варьироваться от 0 ° до 180 °), при этом различая восточная и западная стороны.
На этой диаграмме показаны различные возможные удлинения (ε), каждое из которых представляет собой угловое расстояние между планетой и Солнцем с точки зрения Земли.

В астрономии удлинение планеты - это угловое расстояние между Солнцем и планетой с Землей в качестве точки отсчета. Наибольшее удлинение данной низшей планеты происходит, когда положение этой планеты на ее орбитальном пути вокруг Солнца находится по касательной к наблюдателю на Земле. Поскольку низшая планета находится в пределах области орбиты Земли вокруг Солнца, наблюдение ее удлинения не должно представлять такой большой проблемы (по сравнению , например, с объектами дальнего космоса ). Когда планета находится в наибольшем удлинении, она кажется самой далекой от Солнца, если смотреть с Земли, поэтому ее видение также лучше всего в этой точке.

Когда после захода солнца видна низшая планета , она находится почти в своем наибольшем восточном удлинении . Когда низшая планета видна перед восходом солнца , она находится в районе наибольшего западного удлинения . Угол максимального удлинения (на восток или запад) для Меркурия составляет от 18 ° до 28 °, а для Венеры - от 45 ° до 47 °. Эти значения различаются, потому что орбиты планет скорее эллиптические , чем идеально круглые . Другой фактор, способствующий этому несоответствию, - наклонение орбиты , при котором плоскость орбиты каждой планеты слегка наклонена относительно плоскости отсчета , как эклиптика и неизменные плоскости .

Астрономические таблицы и веб-сайты, такие как Heavens-Above , предсказывают, когда и где планеты достигнут своего следующего максимального удлинения.

Период удлинения

Наибольшее удлинение планеты происходит периодически, с наибольшим удлинением на восток, за которым следует наибольшее удлинение на запад, и наоборот . Период зависит от относительной угловой скорости Земли и планеты, если смотреть с Солнца. Время, необходимое для завершения этого периода, является синодическим периодом планеты.

Пусть T - период (например, время между двумя наибольшими восточными удлинениями), ω - относительная угловая скорость , ω e - угловая скорость Земли и ω p - угловая скорость планеты . Затем

где T e и T p - годы Земли и планеты (т.е. периоды обращения вокруг Солнца, называемые сидерическими периодами ).

Например, год Венеры ( сидерический период ) составляет 225 дней, а год Земли - 365 дней. Таким образом, синодический период Венеры , который дает время между каждыми двумя наибольшими восточными удлинениями, составляет 584 дня; это касается и западных аналогов.

Эти значения являются приблизительными, потому что (как упоминалось выше) планеты не имеют идеально круговых копланарных орбит. Когда планета находится ближе к Солнцу, она движется быстрее, чем когда она находится дальше, поэтому точное определение даты и времени наибольшего удлинения требует гораздо более сложного анализа орбитальной механики.

Высших планет

Высшие планеты , карликовые планеты и астероиды проходят другой цикл. После соединения удлинение такого объекта продолжает увеличиваться до тех пор, пока не приблизится к максимальному значению, превышающему 90 ° (что невозможно для низших планет), что известно как противостояние и может также рассматриваться как гелиоцентрическое соединение с Землей. Архетипически это очень близко к 180 °. С точки зрения наблюдателя на противоположной планете, находящейся выше, Земля появляется в соединении с Солнцем. Технически точка противостояния может отличаться от времени и точки максимального удлинения. Оппозиция определяется как момент, когда кажущаяся эклиптическая долгота любого такого объекта относительно Солнца (если смотреть с Земли) отличается на 180 °; таким образом, он игнорирует, насколько объект отличается от плоскости орбиты Земли. Например, Плутон , орбита которого сильно наклонена к совпадающей плоскости планет, имеет максимальное удлинение намного меньше 180 ° в оппозиции. Термин «максимальное видимое удлинение от солнца» из шести слов дает более полное определение удлинения .

Все высшие планеты наиболее заметны в своем противостоянии, потому что они находятся рядом или на самом близком к Земле, а также находятся над горизонтом всю ночь. Разница в величине, вызванная изменением удлинения, тем больше, чем ближе орбита планеты к Земле. Величина Марса , в частности, изменяется с удлинением: она может достигать +1,8 в соединении около афелия, но при редком благоприятном противостоянии она достигает -2,9, что означает в семьдесят пять раз ярче, чем его минимальная яркость. По мере того, как человек продвигается дальше, разница в величине, которая коррелирует с разницей в удлинении, постепенно уменьшается. В противостоянии яркость Юпитера от Земли колеблется в 3,3 раза; тогда как у Урана - самого далекого видимого невооруженным глазом тела Солнечной системы - колеблется в 1,7 раза.

Поскольку астероиды движутся по орбите, не намного превышающей земную, их величина может сильно варьироваться в зависимости от удлинения. Более дюжины объектов в поясе астероидов можно увидеть в бинокль 10 × 50 при среднем противостоянии, но из них только Церера и Веста всегда выше бинокулярного предела +9,5, когда объекты в их наихудших точках в их орбитальной оппозиции ( наименьшие удлинения).

Квадратурное происходит тогда , когда положение тела (Луны или планеты) таково , что его удлинение составляет 90 ° или 270 °; т.е. угол между телом, землей и солнцем равен 90 °.

Лун других планет

Иногда удлинение может вместо этого относиться к угловому расстоянию луны другой планеты от ее центральной планеты, например, угловому расстоянию Ио от Юпитера . Здесь также можно говорить о наибольшем восточном удлинении и наибольшем западном удлинении . В случае спутников Урана исследования часто имеют дело с наибольшим северным удлинением и наибольшим южным удлинением из-за очень большого наклона оси вращения Урана.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки