Jordens elliptiska bana runt solen

Jordens rörelse runt solen var ett mysterium i många århundraden då mycket tidiga himmelövervakare försökte förstå vad som faktiskt rörde sig: solen över himlen eller jorden runt solen. Den solcentrerade solsystemets idé drogs för tusentals år sedan av den grekiska filosofen Aristarchus of Samos. Det bevisades inte förrän Den polska astronomen Nicolaus Copernicus föreslog sina solcentrerade teorier på 1500-talet och visade hur planeter kunde kretsa runt solen.

Jorden kretsar runt solen i en lätt utplattad cirkel som kallas en "ellips." I geometri är ellipsen en kurva som slingrar runt två punkter som kallas "foci". De avståndet från mitten till de längsta ändarna av ellipsen kallas "halv-huvudaxeln", medan avståndet till de platta "sidorna" på ellipsen är kallade "semi-minor axeln." Solen är i fokus för varje planets ellips, vilket innebär att avståndet mellan solen och varje planet varierar genomgående året.

När jorden är närmast solen i sin bana är den "perihelion". Avståndet är 147 166 462 kilometer, och jorden kommer dit varje 3 januari. Sedan den 4 juli varje år är jorden så långt från solen som den någonsin kommer, på ett avstånd av 152 171 522 kilometer. Den punkten kallas "aphelion." Varje värld (inklusive kometer och asteroider) i solsystemet som främst kretsar runt solen har en perihelionpunkt och en aphelion.

Lägg märke till att för jorden är den närmaste punkten under vintern på norra halvklotet, medan den mest avlägsna punkten är sommaren på norra halvklot. Även om det finns en liten ökning av solvärme som vår planet får under sin omloppsbana, korrelerar den inte nödvändigtvis med perihelion och aphelion. De orsaker till årstiderna beror mer på vår planets kretsloppsvridning under hela året. Kort sagt, varje del av planeten lutad mot solen under den årliga bana kommer att värmas mer under den tiden. När det lutar bort är värmemängden mindre. Det bidrar till att säsongens förändring mer än jordens plats i dess bana.

Jordens omloppsbana runt solen är ett riktmärke för avstånd. Astronomer tar det genomsnittliga avståndet mellan jorden och solen (149.597.691 kilometer) och använder det som ett standardavstånd som kallas "astronomisk enhet" (eller AU för kort). De använder sedan detta som korthet för större avstånd i solsystemet. Till exempel är Mars 1.524 astronomiska enheter. Det betyder att det är drygt en och en halv gånger avståndet mellan jorden och solen. Jupiter är 5,2 AU, medan Pluto är 39 år, 5 AU.

Månens omloppsbana är också elliptisk. Den rör sig runt jorden en gång var 27 dag, och på grund av tidvattenslåsning, visar alltid samma ansikte för oss här på jorden. Månen går inte riktigt i jorden; de kretsar faktiskt om ett gemensamt tyngdpunkt som kallas en barycenter. Komplexiteten i Jorden-månbanan och deras omloppsbana runt solen resulterar i månens tydliga förändrade form sett från jorden. Dessa förändringar, kallas månens faser, gå igenom en cykel var 30: e dag.

Intressant nog flyttar månen långsamt bort från jorden. Så småningom kommer det att vara så långt borta att sådana händelser som total solförmörkelse inte längre kommer att inträffa. Månen kommer fortfarande att ockulera solen, men den verkar inte blockera hela solen som den gör nu under en total solförmörkelse.

De andra världarna i solsystemet som kretsar runt solen har olika längdår på grund av deras avstånd. Kvicksilver har till exempel en bana som bara är 88 jord dagar. Venus är 225 jord dagar, medan Mars är 687 jord dagar. Jupiter tar 11,86 jordår för att kretsa runt solen, medan Saturnus, Uranus, Neptunus och Pluto tar 28,45, 84, 164,8 respektive 248 år. Dessa långa banor återspeglar en av Johannes Keplers lagar om planetbanor, som säger att den tid det tar att kretsa runt solen är proportionell mot dess avstånd (dess halv-huvudaxel). De andra lagarna som han tänkte beskriver formen på banan och tiden som varje planet tar för att korsa varje del av sin väg runt solen.

Redigerad och utvidgad av Carolyn Collins Petersen.