Кеплер. Движение планет

Постепенное удлинение дня приводит к удалению от Луны в связи с эффектом сохранения кинетического момента системы Земля – Луна. Сегодня удаление составляет около 3,8 см в год.

Итак, согласно второму закону Кеплера скорость движения Луны, в отличие от скорости ее вращения, не является постоянной. Этим объясняются колебательные движения Луны, благодаря которым в определенные дни месяца мы можем увидеть небольшие участки по краям невидимой стороны Луны. То есть на самом деле мы можем наблюдать не 50, а 59 % ее поверхности.

СУТКИ НА МЕРКУРИИ

С Меркурием и его расположением по отношению к Солнцу происходит то же самое, что и с Луной по отношению к Земле. Период движения и скорость вращения планеты соотносятся не как 1:1, а как 3:2. Год на Меркурии равен 88 земным дням, что возможно рассчитать благодаря третьему закону Кеплера, а сутки – 58,65 земного дня. Из-за отливов коэффициент составляет 3/2. Год на Меркурии длится 1,5 суток, а его орбита характеризуется высоким эксцентриситетом (е = 0,206).

Ниже приводится длительность года и суток на Меркурии. Стрелка указывает на один из меридианов. Стоит обратить внимание на то, что этот меридиан направлен от Солнца полтора дня, к Солнцу – три дня.

Движения планеты также очень сильно выражены. В перигелии на экваторе скорость движения так высока, что сутки вполне могут стать короче года.

Вследствие этого Солнце на Меркурии восходит на востоке и движется на запад, как и на Земле, однако в полдень останавливается и начинает обратное движение на восток, затем снова останавливается и уже окончательно направляется на запад.

Меркурий поворачивается к Солнцу не всегда одной и той же стороной. В течение одного года освещена одна половина планеты, а на следующий год – ее вторая половина. Сутки длятся так долго, а расстояние от Солнца такое маленькое, что освещенная половина раскаляется, в то время как затененная – покрывается льдом. Отсутствие атмосферы не позволяет компенсировать разницу температур, и на обеих половинах планеты сохраняется экстремальное состояние. На приведенной схеме можно увидеть длительность суток и года на Меркурии.

СОЛНЦЕ

Согласно второму закону Кеплера, скорость движения Земли вокруг Солнца непостоянна. При наблюдении с Земли можно прийти к выводу о том, что угловая скорость вращения светила изменяется.

Солнечные часы не совпадают с обычными или атомными часами. Чтобы объяснить это несоответствие, давайте представим себе, что существует еще одно Солнце, которое пересекает наш небосвод с постоянной скоростью. Настоящее Солнце иногда обгоняет, а иногда отстает от воображаемого, но к концу года они подходят одновременно. Таким образом, мы можем говорить о Среднем Солнечном Времени (ССВ) и Истинном Солнечном Времени (ИСВ).

Разница между ними называется уравнением времени:

УВ = ССВ – ИСВ.

Значение уравнения времени можно узнать в специализированных астрономических изданиях или вычислить, например с помощью астрономических программ.

Уравнение времени, связанное с неравномерным движением Земли вокруг Солнца, следующим из второго закона Кеплера.

В англоязычных изданиях уравнение времени часто имеет инвертированный вид: ИСВ – ССВ. Уравнение времени варьируется в зависимости от времени года.

КОМЕТЫ

Кометы отличаются крайне высоким эксцентриситетом. Они проходят мимо Солнца на большой скорости, однако их апогелий находится так далеко, что по его достижении скорость комет падает практически до нуля. В результате выглядит логичной картина, согласно которой на большом удалении от Солнца кометы почти неподвижны, и в этом месте наблюдается большое их скопление. Такая гипотетическая область называется Облаком Оорта, она расположена от нас на расстоянии от 50 до 100 тысяч астрономических единиц.

Под воздействием гравитационных сил как проходящих мимо небесных тел, так и самой галактики комета начинает двигаться и увеличивать скорость по мере приближения к Солнцу, а затем, пройдя перигелий, она направляется вновь к апогелию, где ее скорость снова резко снижается. Из-за очень длинного орбитального периода за кометами невозможно проследить (подобные небесные тела называются долгопериодическими кометами). Вероятно, что многие из них вообще никогда раньше не проходили рядом с Солнцем, поэтому обнаружены лишь сегодня.

АНАЛЕММА