Perihelium (perihelion): Punktet i en planets bane tættest på Solen
Lær om perihelium — punktet i en planets bane tættest på Solen, jordens årlige afstandsvariationer og hvilken rolle det spiller for årstider, astronomi og orbital ekscentricitet.
Perihelium er det punkt i en planets, asteroide eller komets bane, der er tættest på solen. Det er det modsatte af aphelium, som er det punkt, der ligger længst væk fra solen.
Ordet perihelion stammer fra de græske ord "peri", der betyder "nær", og "Helios", der betyder den græske gud for solen. Derfor kaldes det for perihelion. (Det tilsvarende ord, perigee, henviser til det nærmeste punkt i et eller andet objekts kredsløb om Jorden).
Alle planeter, kometer og asteroider i vores solsystem har omtrent elliptiske baner (en slags ikke-cirkulære baner). Derfor har de alle et nærmest og et fjernest punkt fra solen: et perihelium og et aphelium. Orbital excentricitet måler banens fladhed. Enhver enkelt omdrejning af et legeme omkring solen er kun tilnærmelsesvis elliptisk, fordi perihelionets præcession forhindrer banen i at være en simpel lukket kurve som f.eks. en ellipse. Dette forårsager Milankovich-cyklusser.
Jorden kommer tættest på solen hvert år omkring den 3. januar. Den er længst væk fra solen hvert år omkring den 4. juli. Forskellen i afstanden mellem Jordens nærmeste punkt til solen i januar og det fjerneste punkt fra solen i juli er 5 millioner kilometer. Jorden er omkring 147,1 millioner kilometer fra solen i begyndelsen af januar, mens den er omkring 152 millioner kilometer fra solen i begyndelsen af juli.
Når Jorden er tættest på solen, er det vinter på den nordlige halvkugle og sommer på den sydlige halvkugle. Det er således muligt at se, at Jordens afstand til solen ikke i nævneværdig grad forårsager årstidernes forandring; de relativt små virkninger af afstandsforskelle maskeres i nogen grad af den hovedsageligt oceaniske sydlige halvkugle i forhold til den halvkontinentale nordlige halvkugle. Jordens årstider kommer og går derfor hovedsagelig, fordi Jorden ikke roterer med sin akse nøjagtigt lodret i forhold til planet for vores verdens bane om solen. Jordens aksiale hældning er 23,5 grader. Det betyder, at solen står længere sydpå i december og januar, så nord har vinter og syd har sommer. Vinteren falder således på den del af kloden, hvor sollyset rammer mindst direkte. Sommeren falder på den del af kloden, hvor sollyset rammer mest direkte.
Fysik og beregninger
Periheliumsafstand for en krop i en elliptisk bane kan beskrives med semimajoraksen a og excentriciteten e: r_peri = a(1 − e). På samme måde er apheliumsafstanden r_aph = a(1 + e). Jo større ekscentriciteten er, desto større forskel er der mellem perihelium og aphelium.
Hastighed ved perihelium: Ifølge Keplers anden lov bevæger et legeme sig hurtigere, når det er tættest på solen, altså ved perihelium. Dette har konsekvenser for opholdstiden i forskellige dele af banen: objekter med meget excentriske baner bruger relativt kort tid tæt på solen og længere tid langt væk.
Præcession og langtidsændringer
Perihelionets præcession (eller apsidal precession) betyder, at det punkt i banen, som udgør perihelium, gradvist flytter sig i rummet. For Jordens bane er denne bevægelse langsom og sker over titusinder af år (en typisk værdi for jordens apsidale præcession er af størrelsesordenen ~112.000 år). Samspillet mellem denne præcession og Jordens aksiale præcession bidrager til de klimatiske Milankovich-cyklusser, som påvirker istids- og mellemistidsperioder.
Et berømt eksempel på perihelionsprecensionens betydning er Merkurs bane: den målte ekstra præcession af Merkurs perihelium (ca. 43 buesekunder per århundrede ud over de perturbationer fra de andre planeter) blev forklaret af Einsteins generelle relativitetsteori.
Perihelium hos andre objekter
- Kometer kan have meget små periheliusafstande og bliver nogle gange til sungrazers (solnære kometer), der kommer så tæt på solen, at de kan blive destrueret af tidevandskræfter eller fordampning.
- Planeter har typisk relativt små excentriciteter (Jordens er ca. 0,0167), så forskellen mellem perihelium og aphelium er kun få procent af den gennemsnitlige afstand.
- Asteroider og dværgplaneter kan have meget varierende excentriciteter; nogle følger nær-cirkulære baner, andre meget aflange baner.
Praktiske bemærkninger
Datoen for, hvornår et legeme er i perihelium, kan variere lidt fra år til år på grund af kalenderforhold (skudår) og små gravitationelle perturbationer fra andre planeter. For Jorden ligger perihelium typisk tæt på den 3. januar, men variationer på en dag eller to er almindelige over kortere tidsskalaer.
Sammenfatning: Perihelium er det punkt i et objekts bane, hvor afstanden til solen er mindst. Det har praktiske og teoretiske betydninger for orbital dynamik, hastighedsvariationer i banen, og for langsigtede klimaændringer, når positionen af perihelium selv ændrer sig over tusinder af år.
1. Planet ved aphelium 2. Planet ved perihelium 3. Solen
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er perihelium?
A: Perihelion er det punkt i en planets, asteroide eller komets bane, der er tættest på solen. Det er det modsatte af aphelion, som er det punkt, der ligger længst væk fra solen.
Spørgsmål: Hvad betyder "peri"?
A: Peri kommer fra græsk og betyder "nær".
Spørgsmål: Hvad betyder "Helios"?
Svar: Helios henviser til den græske gud for solen.
Spørgsmål: Hvordan adskiller baner sig fra cirkler?
A: Baner er omtrent elliptiske (en slags ikke-cirkelformede), mens cirkler er lukkede kurver som f.eks. en ellipse.
Spørgsmål: Hvornår kommer Jorden tættest på solen?
Svar: Jorden kommer tættest på solen hvert år omkring den 3. januar.
Den er længst væk fra solen hvert år omkring den 4. juli.
Spørgsmål: Hvor stor forskel er der på afstanden mellem Jordens nærmeste og fjerneste punkt fra Solen? A: Forskellen i afstanden mellem Jordens nærmeste punkt til Solen i januar og det fjerneste punkt fra Solen i juli er 5 millioner kilometer.
Sp: Er Jordens afstand til Solen årsag til, at årstiderne ændrer sig? A: Nej, Jordens årstider kommer og går hovedsagelig fordi Jorden ikke roterer med sin akse nøjagtigt lige i forhold til planet i vores verdens bane omkring solen, snarere end på grund af forskelle i afstanden mellem Jorden og solen.
Søge