|
määritelmä | liikkeet ja kiertoradat | luokittelu Planeettojen kiertoradat Lainalaisuudet Planeetat ja planeettojen kuut pysyvät kiertoradoillaan painovoiman eli gravitaation ansiosta. Painovoima vaikuttaa kahden kappaleen välillä, ja sen suuruuteen vaikuttaa kappaleiden massa ja kappaleiden välinen etäisyys: voimakkuus on sitä suurempi, mitä suurempimassaisista kappaleista on kyse, ja sitä pienempi, mitä kauempana kappaleet ovat toisistaan. Tämä perustuu Newtonin painovoimalakiin joka kuuluu seuraavasti:
Esimerkiksi maapalloon vaikuttaa monen eri kappaleen vetovoima: maan oma vetovoima pitää maapallon kasassa ja samalla vetää puoleensa sen pinnalla olevia kappaleita. Auringon vetovoima pitää maapallon kiertoradallaan, tosin maapalloa kiertävä Kuu hieman häiritsee Maan vakaata kiertorataa omalla painovoimallaan. Jo ennen Newtonia, 1600-luvun alussa, saksalainen Johannes Kepler kehitti planeettojen liikelait tilastoitujen planeettojen sijaintien perusteella. Ensimmäinen laki koskee planeetan rataa, toinen laki planeetan kiertonopeutta ja kolmas yhdistää planeetan kiertoajan ja radan koon. Newton tarkensi myöhemmin kolmatta lakia. Kiertoratojen muoto Planeetan kiertorata Auringon ympäri on ellipsi, jonka toisessa polttopisteessä on Aurinko.
Planeettojen kiertoradat ovat siis ellipsin, eli litistyneen ympyrän muotoisia. Eri planeettojen kiertoratojen tarkka muoto tosin hieman vaihtelee. Ellipsin muoto ilmoitetaan ns. eksentrisyysluvulla: ympyrän eksentrisyys on 0, ellipsin eksentrisyys nollan ja yhden välillä. Täten ellipsi on sitä eksentrisempi, mitä soikeampi se on. Planeetoista Venuksen kiertorata on lähinnä ympyrää (eksentrisyys 0.007), soikein rata on puolestaan Plutolla (eksentrisyys 0.248). Kiertoratojen kallistuskulma Planeettojen kiertoradat ovat tietyssä kulmassa toisiinsa nähden. Maapallon ratatasoksi on määritelty 0 astetta, ja sitä sanotaan ekliptikaksi. Muiden planeettojen kiertoradan kallistuskulma ilmoitetaan poikkeamana ekliptikan tasosta. Useimpien planeettojen kiertoradat poikkeavat ekliptikasta vain muutamalla asteella, mutta Pluton kiertoradan kallistuskulman poikkeama on poikkeuksellisen suuri, 17 astetta ekliptikasta.
Planeettojen liikkeet Kiertosuunta ja -nopeus
Keplerin toinen laki:
Keplerin kolmas laki:
Kaikki planeetat kiertävät
Aurinkoa samaan suuntaan, Auringon pohjoisnavalta katsottuna vastapäivään.
Keplerin toisen lain mukaan ollessaan kiertoradallaan lähellä
Aurinkoa planeetta liikkuu nopeammin kuin kauempana ollessaan. Eri planeettojen kiertonopeudet Auringon
ympäri vaihtelevat paljonkin. Planeetan kiertoaika Auringon
ympäri määrää kyseisen planeetan vuoden
pituuden: Lyhyin vuosi, 88 päivää, on Merkuriuksella,
pisin, noin 248 vuotta, Plutolla. Maapallon vuosi on tarkalleen
365.26 päivää. Planeetan kiertoaikaan vaikuttaa sen
etäisyys Auringosta (planeetan kulkema matka on sitä suurempi,
mitä kauempana sen kiertorata on Auringosta) sekä planeetan
massa (tarkennettu Keplerin kolmas laki). Planeettojen massat ovat
Auringon massaan verrattuna kuitenkin niin pieniä, että
niillä ei ole käytännössä vaikutusta planeettojen
kiertoaikaan. Planeetan pyöriminen ja kallistuskulma
kiertorataan nähden Planeetat pyörivät myös
kuvitteellisen akselinsa ympäri. Pyörimisnopeus vaihtelee
eri planeetoilla. Aika, joka planeetalla kuluu akselinsa ympäri
pyörähtämiseen, on kyseisen planeetan vuorokausi:
Maapallon vuorokausi on tunnetusti 24 tuntia (tarkalleen 23 h 56
min). Nopeimmin akselinsa ympäri pyörähtää
Jupiter, 9.8 tunnissa. Kauimmin vuorokausi kestää Venuksella,
243 päivää. Pyörimissuunta on kaikilla muilla
paitsi Uranuksella ja Venuksella vastapäivään Auringon
suunnasta katsottuna. Planeettojen kuvitteelliset akselit
eivät ole suorassa kulmassa niiden kiertorataan nähden
muilla kuin Merkuriuksella. Maapallon akselikulma on 23.45 astetta.
Suurin akselikulma on Uranuksella, 82.1 astetta kiertoradan tasoon
nähden. Planeettojen etäisyys Auringosta Planeettojen välimatkat ovat
niin suuret, että kaikkia yhdeksää planeettaa olisi
vaikea saada yhteen kuvaan, jos haluaisi etäisyyksien mittasuhteiden
pysyvän oikeina. Auringon ja Maan välimatka on 149 600
000 kilometriä. Tämä matka on määritelty
ns. astronomiseksi yksiköksi, AU. Astronomista yksikköä
käytetäänkin mitattaessa aurinkokunnassa olevien
eri kappaleiden etäisyyksiä toisiinsa. Aurinkoa lähinnä
kiertävät planeetat Merkurius, Venus, Maa ja Mars, pysyttelevät
kaikki alle 1.6 astronomisen yksikön päässä
Auringosta. Jupiter on jo yli viiden AU:n päässä,
ja Kaukaisin planeetta, Pluto, kauimmillaan peräti 49.5 AU:n
etäisyydellä Auringosta. Juuri oikea etäisyys Auringosta,
hehkuvasta kaasupallosta, on mahdollistanut Maalle elämän
kehittymiseen ja ylläpitoon vaadittavat olosuhteet. Planeettojen
keskietäisyydet Auringosta (AU)
|
