Geographie

Elliptischer Pfad der Erde um die Sonne

Die Bewegung der Erde um die Sonne war viele Jahrhunderte lang ein Rätsel, als sehr frühe Himmelsbeobachter versuchten zu verstehen, was sich tatsächlich bewegte: die Sonne über den Himmel oder die Erde um die Sonne. Die Idee des sonnenzentrierten Sonnensystems wurde vor Tausenden von Jahren vom griechischen Philosophen Aristarchos von Samos abgeleitet. Dies wurde erst bewiesen, als der polnische Astronom Nicolaus Copernicus im 16. Jahrhundert seine sonnenzentrierten Theorien vorschlug und zeigte, wie Planeten die Sonne umkreisen können.

Die Erde umkreist die Sonne in einem leicht abgeflachten Kreis, der als „Ellipse“ bezeichnet wird. In der Geometrie ist die Ellipse eine Kurve, die sich um zwei Punkte dreht, die als „Brennpunkte“ bezeichnet werden. Der Abstand vom Zentrum zu den längsten Enden der Ellipse wird als „Semi-Major-Achse“ bezeichnet, während der Abstand zu den abgeflachten „Seiten“ der Ellipse als „Semi-Minor-Achse“ bezeichnet wird. Die Sonne befindet sich an einem Punkt der Ellipse jedes Planeten, was bedeutet, dass der Abstand zwischen der Sonne und jedem Planeten im Laufe des Jahres variiert. 

Umlaufbahnmerkmale der Erde

Wenn die Erde der Sonne in ihrer Umlaufbahn am nächsten ist, befindet sie sich im „Perihel“. Diese Entfernung beträgt 147.166.462 Kilometer, und die Erde kommt jeden 3. Januar dort an. Am 4. Juli eines jeden Jahres ist die Erde in einer Entfernung von 152.171.522 Kilometern so weit von der Sonne entfernt wie nie zuvor. Dieser Punkt wird „Aphel“ genannt. Jede Welt (einschließlich Kometen und Asteroiden) im Sonnensystem, die hauptsächlich die Sonne umkreist, hat einen Perihelpunkt und ein Aphel.

Beachten Sie, dass der nächste Punkt für die Erde der Winter auf der Nordhalbkugel ist, während der am weitesten entfernte Punkt der Sommer auf der Nordhalbkugel ist. Obwohl die Sonnenwärme, die unser Planet während seiner Umlaufbahn erhält, geringfügig zunimmt, korreliert sie nicht unbedingt mit dem Perihel und dem Aphel. Die Gründe für die Jahreszeiten liegen eher in der Umlaufbahnneigung unseres Planeten während des ganzen Jahres. Kurz gesagt, jeder Teil des Planeten, der während der jährlichen Umlaufbahn zur Sonne geneigt ist, wird während dieser Zeit stärker erwärmt. Wenn es wegkippt, ist die Heizmenge geringer. Dies trägt mehr zum Wechsel der Jahreszeiten bei als der Platz der Erde in ihrer Umlaufbahn.

Nützliche Aspekte der Erdumlaufbahn für Astronomen

Die Erdumlaufbahn um die Sonne ist ein Maßstab für die Entfernung. Astronomen nehmen die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne (149.597.691 Kilometer) und verwenden sie als Standardentfernung, die als „astronomische Einheit“ (kurz AU) bezeichnet wird. Sie verwenden dies dann als Abkürzung für größere Entfernungen im Sonnensystem. Zum Beispiel ist Mars 1,524 astronomische Einheiten. Das heißt, es ist etwas mehr als das Eineinhalbfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Jupiter ist 5,2 AU, während Pluto satte 39, 5 AU ist. 

Die Umlaufbahn des Mondes

Die Umlaufbahn des Mondes ist ebenfalls elliptisch. Es bewegt sich alle 27 Tage einmal um die Erde und zeigt uns hier auf der Erde aufgrund der Gezeitenverriegelung immer das gleiche Gesicht. Der Mond umkreist die Erde nicht wirklich; Sie umkreisen tatsächlich einen gemeinsamen Schwerpunkt, der als Schwerpunkt bezeichnet wird. Die Komplexität der Erd-Mond-Umlaufbahn und ihre Umlaufbahn um die Sonne führt dazu, dass sich die Form des Mondes von der Erde aus gesehen scheinbar ändert. Diese Veränderungen, Mondphasen genannt. durchlaufen alle 30 Tage einen Zyklus.

Interessanterweise bewegt sich der Mond langsam von der Erde weg. Schließlich wird es so weit weg sein, dass Ereignisse wie totale Sonnenfinsternisse nicht mehr auftreten werden. Der Mond wird die Sonne immer noch okkultieren, aber er scheint nicht die gesamte Sonne zu blockieren, wie dies jetzt während einer totalen Sonnenfinsternis der Fall ist.

Umlaufbahnen anderer Planeten

Die anderen Welten des Sonnensystems, die die Sonne umkreisen, haben aufgrund ihrer Entfernung unterschiedliche Längenjahre. Merkur hat zum Beispiel eine Umlaufbahn von nur 88 Erdentagen. Venus ist 225 Erdentage, während Mars 687 Erdentage ist. Jupiter benötigt 11,86 Erdjahre, um die Sonne zu umkreisen, während Saturn, Uranus, Neptun und Pluto 28,45, 84, 164,8 bzw. 248 Jahre benötigen. Diese langen Umlaufbahnen spiegeln eines von Johannes Keplers Gesetzen der Planetenumlaufbahnen wider , das besagt, dass die Zeit, die benötigt wird, um die Sonne zu umkreisen, proportional zu ihrer Entfernung (ihrer Semi-Major-Achse) ist. Die anderen Gesetze, die er entwickelt hat, beschreiben die Form der Umlaufbahn und die Zeit, die jeder Planet benötigt, um jeden Teil seines Weges um die Sonne zu durchqueren.

Herausgegeben und erweitert von Carolyn Collins Petersen.

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