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行星的轨道及其各种情形

2019-11-02 太阳系

行星的轨道及其各种情形
 
  行星绕其中央恒星运行的轨道严格来说是椭圆形,或说是略扁的圆圈。但这扁的程度非常之小,若不测量,单凭眼睛是看不出来的。太阳并不在椭圆中心,而是在椭圆的一个焦点上,有时焦点离中心远得可以被眼睛立刻看出来的。由这距离就量出了椭圆的偏心率,这却比扁的程度要大得多。例如,水星的轨道偏心率就很大,其扁的程度却只有0.02。如果我们用50来代表其轨道的长轴,其短轴就是49,而就相同比例而言,太阳离这轨道中心却已是10了。
 
  为表明这一点,我们画一幅太阳系天体的轨道图,并大致准确地表示轨道的形状与相对的位置。一瞥中就可看出这些轨道在有些点上比别处更接近太阳。
 
  虽然我很不愿意用一些很专门的术语来打扰读者的兴致,但是为了更清楚地解释行星的真实或视在运动,我们可敬的读者不妨稍稍下一些工夫,来学习一些天文学中的概念:
 
  “内行星”(inferior planets),是指那些轨道在地球轨道之内的行星。这一类中只有水星和金星。
 
  “外行星”(superior planets),是指那些轨道在地球轨道之外的行星。其中有火星、小行星以及外层的4大行星。
 
  当一颗行星在我们看来从太阳经过,仿佛与太阳相并而在同一方向时,这叫做与太阳相合。
 
  “下合”(inferior conjunction),是指行星在太阳与我们之间的合。
 
  “上合”(superior conjunction),是指太阳在行星与我们之间的合。
 
  稍微一想就可明白外行星决不会有下合的事,但内行星却既可下合又能上合。
 
  当一颗行星在与太阳相反的方向,或者说,我们在行星与太阳之间的时候,叫做“冲”(opposition)。那时行星在日没时升日出时落。当然一颗内行星是不会有冲的。
 
  轨道的“近日点”(perihelion)是离太阳最近的一点;“远日点”(aphelion)是离太阳最远的一点。
 
  当内行星(水星、金星)绕太阳旋转时,在我们看来好像由太阳这一边到那一边。它们对太阳的眼见距离无论何时都叫它们的“距角”(elongation)。
 
  水星的最大距角通常有25度,有时多有时少,因为这颗行星的轨道偏心率大。金星的最大距角几乎是45度。
 
  当这两行星之一在太阳东面时,我们在日落时看见它在西天;在太阳西面时,我们又在天明时见它在东天。因为这两颗星绝不能远离太阳,跑出我们上面提到的界限,所以在黄昏的东天,或是黎明的西天出现的行星绝不可能是这两颗行星。
 
  没有两行星的轨道恰在同一平面上。这就是说,如我们沿一条轨道水平望去,所有其他轨道都略略有些倾斜。天文学家为方便起见,以地球轨道平面(或黄道平面)作为水平标准。既然每一轨道都以太阳为中心点,便各有两点在地球轨道水平面上——更准确些说,这就是其轨道与黄道平面相交的二点。这叫做“交点”(nodes)。
 
 
  轨道于黄道平面的夹角被称为“轨道交角”(inclination)。水星轨道交角最大,约有7度。金星轨道交角约3度又24分。外行星的都较小,约自天王星的46分到土星的2度30分。