궤도 주기

Orbital period

궤도 주기(역시 혁명 기간)는 주어진 천문학 물체가 다른 물체를 중심으로 한 궤도를 완성하는 데 걸리는 시간이며, 천문학에는 주로 태양을 도는 행성이나 소행성, 달, 다른 별을 도는 외행성, 또는 이항성 등에 적용된다.

일반적으로 천체의 경우, 사이드리얼 궤도 주기(sidereal orbound period)는 궤도 주기에 의해 언급되는데, 이는 하늘에 투영고정 별과 비교하여 태양 주위를 도는 지구와 같은 한 천체의 360° 회전으로 결정된다.궤도 주기는 여러 가지 방법으로 정의될 수 있다.열대기는 특히 모성별의 위치에 관한 것이다.이것은 태양년도의 기본이고, 각각 달력년도의 기본이다.

시뇨기 기간은 모항성과의 궤도관계뿐만 아니라 다른 천체와의 궤도관계도 통합되어 있어 모항성 주위의 물체의 궤도에 대한 단순한 접근 방식이 아니라 다른 물체와의 궤도관계 기간, 보통 지구와 태양 주위의 궤도를 도는 기간이다.그것은 행성이 태양과의 연속적인 관찰 접속사 또는 태양과의 반대 사이에서 되돌아오는 경우와 같이 동일한 종류의 현상이나 위치로 되돌아오는 경과 시간에 적용된다.예를 들어 목성은 지구로부터 398.8일의 동의 기간을 가지고 있어 목성의 반대는 대략 13개월에 한 번 일어난다.

천문학에서 기간은 다양한 시간 단위로, 종종 시간, 일 또는 년 단위로 편리하게 표현된다.그것들은 또한 다른 천체들의 작은 복잡한 외부 중력 영향에 의해 주로 야기되는 다른 특정한 천문학적 정의에 따라 정의될 수 있다.이러한 변화에는 두 천문체(바리 중심), 다른 행성이나 신체에 의한 동요, 궤도 공진, 일반 상대성 등이 포함된다.대부분은 천체역학을 이용하여 천체의 정확한 위치 관측을 이용한 상세한 복잡한 천문학적 이론에 의해 연구된다.

관련기간

물체의궤도와관련된 시기가 많으며, 각각은 천문학이나 천체물리학의 다양한 분야에서 자주 사용되고 있으며, 특히 회전 기간과 같은 다른 회전 기간과 혼동해서는 안 된다.일반적인 궤도상의 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

  • 부성기는 물체가 완전한 궤도를 그리는데 걸리는 시간이며, 항성, 부성년이다.관성(비회전) 기준 프레임의 궤도 주기다.
  • 시뇨기 기간은 두 개 이상의 다른 물체와 관련하여 동일한 지점에서 물체가 다시 나타나는 데 걸리는 시간이다.일반적으로 이 두 물체는 일반적으로 지구와 태양이다.두 개의 연속적인 반대 혹은 두 개의 연속적인 접속사 사이의 시간 또한 동의어 기간과 같다.태양계에 있는 천체의 경우, (지구와 태양에 관한) 동의 기간과 태양 주위의 지구의 움직임 때문에 열대 기간과는 다르다.예를 들어 지구에서 볼 수 있는 의 궤도, 태양에 상대적인 달의 위상과 위치가 이 기간이 지나면 반복되기 때문에, 달 궤도의 동의 기간은 평균 태양일수 29.5일이다.이것은 태양 주위의 지구의 움직임 때문에 평균 태양일 27.3일인 지구 궤도의 사이드리얼 기간보다 더 길다.
  • 드라코닉 시대(draconic period, draconic period, 또는 nodal period)는 남반구에서 북반구로 건너가는 궤도의 지점인 상승 노드를 통해 물체의 두 통로 사이에서 도약하는 시간이다.이 기간은 물체의 궤도면과 황색면 모두 고정된 별에 대해 진행되기 때문에, 그들의 교차점인 노드의 선은 고정된 별에 대해서도 진행되기 때문에 사이드리얼 기간과 다르다.황반면의 평면이 특정 시대에서 점유한 위치에서 고정된 상태로 유지되는 경우가 많지만, 여전히 물체의 궤도 평면이 미리 진행되어 황반시기가 측반시기와 다른 원인이 된다.[1]
  • 이상기는 유인체에 가장 가깝게 접근하는 지점인 (태양계의 행성인 경우, 페리헬리온으로 불리는) 주기에서 물체의 두 통로 사이에서 도약하는 시간이다.그것은 물체의 반주축이 일반적으로 천천히 진행되기 때문에 사이드리얼 기간과 다르다.
  • 또한 지구의 열대기(열대년)는 태양과의 회전축의 두 선형 사이의 간격이며, 0시간우측 상승시 물체의 두 구절로도 보인다.지구 1년경사진 축적도 평면이 서서히 전처리(기준 별에 대해 회전)하여 궤도가 완성되기 전에 태양과 다시 정렬하기 때문에 황색(비현실적인 해)을 따라 하나의 회로를 완성하는 기간(비현실적인 해) 축전행렬의 순환으로 알려진, 지구의 축전행렬의 순환은 대략 25,770년 마다 반복된다.[citation needed]

중심체 궤도를 도는 작은 몸체

타원의 반주축(a) 및 반주축(b)

케플러의 제3법칙에 따르면 원형 또는 타원 궤도에서 서로 공전하는 두 점 질량의 궤도 주기 T는 다음과 같다.[2]

여기서:

주어진 반주축이 있는 모든 타원의 경우 궤도 주기는 편심도에 관계없이 동일하다.

반대로, 주어진 궤도 주기를 가지기 위해 신체가 궤도를 돌아야 하는 거리를 계산하는 경우:

어디에

  • a는 궤도의 반주축이다.
  • G는 중력 상수,
  • M은 더 거대한 몸의 덩어리야
  • T는 궤도 주기다.

예를 들어, 100 kg의 질량을 중심으로 24시간마다 궤도를 완성하기 위해, 작은 몸은 중심 몸의 질량 중심에서 1.08m 떨어진 거리에서 궤도를 돌아야 한다.

완벽하게 원형 궤도의 특별한 경우, 궤도 속도는 일정하고 (m/s)와 같다.

여기서:

  • r은 미터 단위의 원형 궤도의 반지름이다.
  • G는 중력 상수,
  • M은 중심체의 질량이다.

에 해당한다.탈출속도 ½배(≈ times0.707배)

중심체 밀도의 영향

균일한 밀도의 완벽한 구역을 위해 질량을 다음과 같이 측정하지 않고 첫 번째 방정식을 다시 쓰는 것이 가능하다.

여기서:

  • r은 구의 반지름이다.
  • a는 미터 단위의 궤도의 반주축이다.
  • G는 중력 상수,
  • ρ은 구체의 밀도(입방미터당 킬로그램)이다.

예를 들어 반지름 반 미터 텅스텐 구 표면 위 10.5 cm의 원형 궤도에 있는 작은 몸은 1 mm/s를 약간 초과하여 이동하며 매 시간 궤도를 완성한다.만약 같은 구체가 으로 만들어진다면, 작은 몸은 동일한 궤도 주기를 유지하기 위해 표면 위에서 단지 6.7 mm의 궤도를 돌 필요가 있을 것이다.

엄청난 작은 몸은 원 궤도에 반지름의 구체의 표면 간신히 위에 그리고(kg/m3에)ρ 밀도 말인가 하면, 상기 등식 간단하게에 이후 M)Vρ).mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{.디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac.num,.mw-parser-output.sfrac .den{디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{.국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}4/3πa3ρ)

따라서 저궤도의 궤도 주기는 크기에 관계없이 중심체의 밀도에만 의존한다.

따라서 중심체로서의 지구(또는 평균 밀도가 동일한 다른 모든 수직 대칭체, 약 5,515 kg/m3,[3] 예를 들어 수성 5,427 kg/m3 금성 5,243 kg/m3)는 다음을 얻는다.

T = 1.41시간

그리고 물로 만들어진 몸( ( 1,000 kg3/[4]m), 또는 밀도가 비슷한 몸(: 토성의 위성 Iapetus 1,088 kg/m3, 토성의 위성 Iapetus, 그리고 토성의 984 kg/m의3 Tethys)의 경우 다음과 같은 결과를 얻는다.

T = 3.30시간

따라서 G와 같은 매우 작은 숫자를 사용하는 대안으로, 물과 같은 일부 기준 물질을 사용하여 보편 중력의 강도를 설명할 수 있다: 물의 구면체 표면 바로 위의 궤도에 대한 궤도 주기는 3시간 18분이다.반대로 질량 단위, 길이 단위, 밀도 단위가 있다면 이것은 일종의 "범용" 시간 단위로 사용될 수 있다.

두 몸이 서로 공전하고 있다.

일부 태양계 궤도(케플러 값을 나타내는 교차점)의 주기 T 대 반주축 a(수평 및 주축 평균)의 로그 기록 그림에서 /가 일정하다는 것을 보여준다(녹색 선).

천체역학에서 두 공전하는 신체의 질량을 모두 고려해야 할 때 궤도 주기 T다음과 같이 계산할 수 있다.[5]

여기서:

  • a는 원점에서 다른 신체와 기준의 틀(원형 궤도에 대해 일정한 분리)에서 몸의 중심이 움직이는 타원의 반주축 또는 동등하게 움직이는 타원의 반주축의 합이다.
  • M1 + M2 두 신체의 질량을 합한 것이다.
  • G중력 상수다.

궤도 주기는 크기와 무관하다는 점에 유의하십시오. 척도 모델의 경우 밀도가 같을 때 Ma3 선형적으로 척도를 이룬다(중력 궤도 § 스케일링 참조).

포물선이나 쌍곡선 궤적에서는 움직임이 주기적이지 않고 전체 궤적의 지속시간이 무한하다.

시노다이크 시대

서로 다른 궤도로 제3의 몸을 공전하여 궤도 주기가 다른 두 신체의 관측 가능한 특징 중 하나는 접속사 사이의 시간인 그들의 시뇨기(synodic period)이다.

이와 관련된 기간 설명의 예로는 지구 표면, 즉 시노다이즘 기간에서 관측된 천체의 반복 주기를 행성이 같은 종류의 현상이나 위치로 되돌아오는 경과 시간에 적용하는 것이다.예를 들어, 행성이 태양과의 연속적으로 관찰된 접속사 사이에 돌아올 때 또는 태양에 대한 반대.예를 들어 목성은 지구로부터 398.8일의 동의 기간을 가지고 있어 목성의 반대는 대략 13개월에 한 번 일어난다.

세 번째 주위에서 두 신체의 궤도 주기를 T1 T라고2 하여 T1 < T>라고2 하는 경우, 이들의 동의 기간은 다음과 같이 주어진다.[6]

사이드리얼 및 시뇨기 기간의 예

태양계 내 동기화 기간 표(지구 기준):[citation needed]

오브젝트 사이드리얼 시대 시노다이크 시대
(yr) (d) (yr) (d)[7]
수성. 0.240846 87.9691일 0.317 115.88
금성 0.615 224.7일[8] 1.599 583.9
지구 1 365.25636 일조
화성 1.881 687.0[9] 2.135 779.9
목성 11.86 4331[10] 1.092 398.9
토성 29.46 10,747[11] 1.035 378.1
천왕성 84.01 30,589[12] 1.012 369.7
해왕성 164.8 59,800[13] 1.006 367.5
134340 명왕성 248.1 90,560[14] 1.004 366.7
0.0748 27.32일 0.0809 29.5306
99942 아포피스(지구 근처의 소행성) 0.886 7.769 2,837.6
4 베스타 3.629 1.380 504.0
1세레스 4.600 1.278 466.7
10 히기에아 5.557 1.219 445.4
2060년 치론 50.42 1.020 372.6
50000 콰오아 287.5 1.003 366.5
136199 에리스 557 1.002 365.9
90377 세드나 12050 1.0001 365.3[citation needed]

행성의 의 경우, 시노다이즘 기간은 보통 태양-시노다이크 기간, 즉 달이 조도 단계를 완료하는 데 걸리는 시간을 의미하며, 행성 표면의 천문학자에 대한 태양 단계를 완성한다.지구 관찰자가 문제의 달에 의해 궤도를 돌지 않기 때문에 지구의 움직임이 다른 행성에 대해 이 값을 결정하지 않는다.예를 들어 데이모스의 시뇨기 기간은 1.2648일로 데이모스의 사이드리얼 기간 1.2624d보다 0.18% 길다.[citation needed]

다른 행성에 상대적인 시뇨기

시노다이즘(synodic period)의 개념은 지구뿐만 아니라 다른 행성에도 적용되며, 연산 공식은 위에서 주어진 것과 같다.다음은 일부 행성이 서로 상대적인 시뇨기 기간을 나열한 표입니다:

궤도 주기(년)
상대적 화성 목성 토성 치론 천왕성 해왕성 명왕성 콰오아르 에리스
태양 1.881 11.86 29.46 50.42 84.01 164.8 248.1 287.5 557.0
화성 2.236 2.009 1.954 1.924 1.903 1.895 1.893 1.887
목성 19.85 15.51 13.81 12.78 12.46 12.37 12.12
토성 70.87 45.37 35.87 33.43 32.82 31.11
2060년 치론 126.1 72.65 63.28 61.14 55.44
천왕성 171.4 127.0 118.7 98.93
해왕성 490.8 386.1 234.0
명왕성 1810.4 447.4
50000 콰오아 594.2

쌍성

이진성 궤도 주기
AM 카눔 베나티코룸 17.105분
베타 리래 AB 12.9075일
센타우루스자리 알파 AB 79.91년
프록시마 센타우리알파 센타우리 AB 50만년 이상

참고 항목

메모들

  1. ^ Oliver Montenbruck, Eberhard Gill (2000). Satellite Orbits: Models, Methods, and Applications. Springer Science & Business Media. p. 50. ISBN 978-3-540-67280-7.
  2. ^ 베이트, 뮬러&화이트(1971), 페이지 33.
  3. ^ Density of the Earth, wolframalpha.com
  4. ^ Density of water, wolframalpha.com
  5. ^ 브래들리 W. 캐롤, 데일 A.오슬리현대 천체물리학에 대한 소개.제2판피어슨 2007.
  6. ^ Hannu Karttunen; et al. (2016). Fundamental Astronomy (6th ed.). Springer. p. 145. ISBN 9783662530450. Retrieved December 7, 2018.
  7. ^ "Questions and Answers - Sten's Space Blog". www.astronomycafe.net.
  8. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  9. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  10. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  11. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  12. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  13. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.
  14. ^ "Planetary Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov.

참고 문헌 목록

  • Bate, Roger B.; Mueller, Donald D.; White, Jerry E. (1971), Fundamentals of Astrodynamics, Dover

외부 링크