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行星会合周期-天文学教程 上册

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:地球上观测到的是行星公转和地球公转的复合运动,常称为会合运动。地球上观测到行星的连续两次上合或冲的时间间隔则称为会合周期,它不同于恒星周期。以一颗外行星为例,讨论会合周期和恒星周期的近似关系。某次冲日时,地球在E1,外行星在P1。以E和P分别表示地球和外行星的公转恒星周期,S表示会合周期,则地球和外行星的平均公转角速度分别为360°/E和360°/P。

行星会合周期-天文学教程  上册

地球和其他行星在各自的椭圆轨道上绕太阳公转,应该相对于遥远的恒星背景来计量公转一圈的时间间隔——公转周期,因而也常称为恒星周期。地球上观测到的是行星公转和地球公转的复合运动,常称为会合运动。地球上观测到行星的连续两次上合或冲的时间间隔则称为会合周期,它不同于恒星周期。

以一颗外行星为例,讨论会合周期和恒星周期的近似关系。图3-8的小圆和大圆分别代表地球和一颗外行星的轨道。某次冲日时,地球在E1,外行星在P1。下一次冲日时,地球在E2,外行星在P2。由于地球公转角速度比外行星快,所以,在地球经过一个恒星周期公转一圈又回到E1时,外行星还没有公转一圈而仅走了一段圆弧。设地球再转过角φ,即地球转过360°+φ时,发生下一次冲日,而外行星仅转过角φ。以E和P分别表示地球和外行星的公转恒星周期,S表示会合周期,则地球和外行星的平均公转角速度分别为360°/E和360°/P。那么,地球和外行星在S时间内转过的角度分别为

图3-8 外行星的会合运动

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消去φ后,便得

同样地,对于内行星(公转恒星周期为P)可以得到

式(3-3)和式(3-4)称为行星会合运动方程式。在精确计算时,需要考虑行星和地球在椭圆轨道上不均匀运动以及轨道变化,用复杂的天体力学进行计算。

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