wtorek 22 października 2019 imieniny Halki i Przybysławy 1962 - Przemówienie prezydenta Kennedy’ego do narodu
Do końca roku pozostało: 0 dni
Fizyka i astronomia
Interaktywna mapa szkół
Język polski Historia WOS Sztuka (plastyka i muzyka) Języki obce Religia i etyka
Matematyka Fizyka i astronomia Chemia Biologia Przyroda Geografia Technika Informatyka
Przedmioty zawodowe WF Ścieżki edukacyjne Wychowanie przedszkolne Nauczanie zintegrowane Więcej
Przejście Wenus

Przyczyny złożonej okresowości przejść Wenus

PRZYCZYNY ZŁOŻONEJ OKRESOWOŚCI PRZEJŚĆ WENUS

Wenus jest nazywana planetą wewnętrzną, gdyż rzut jej orbity na płaszczyznę orbity ziemskiej całkowicie się w niej zawiera. Jak obecnie wiemy, orbita Wenus jest niemal idealnym kołem o promieniu 107,2 mln km (0,72 AU). Okres obiegu orbitalnego Wenus wynosi tylko 224,7 dnia (0,62 roku ziemskiego), a więc Wenus porusza się wokół Słońca ze znacznie większą prędkością kątową niż Ziemia. Gdyby orbity obu planet leżały w tej samej płaszczyźnie, to regularnie co 583.92 dnia planety ustawiałyby się wzdłuż linii prostej przechodzącej przez Słońce. Okres ten nazywamy okresem synodycznym Wenus. Mówiąc obrazowo, jest to czas potrzebny Wenus, by w biegu wokół Słońca "zdublowała" Ziemię, czyli wykonała wokół Słońca dokładnie o jedno okrążenie więcej.



Płaszczyzna orbity Wenus tworzy z płaszczyzną orbity ziemskiej kąt 3,4 stopnia. Punkty przecięcia orbity Wenus z płaszczyzną orbity Ziemi nazywane są przez astronomów jej węzłami, a linia prosta łącząca węzły linią węzłów. Ziemia znajduje się w pobliżu węzłów orbity Wenus co pół roku, w czerwcu i w grudniu. Gdyby Słońce było niewielkie, przejście Wenus na tle tarczy Słońca mogłoby nastąpić tylko wtedy, gdyby wszystkie trzy ciała ustawiły się niemal dokładnie na linii węzłów. Średnica Słońca jest jednak ogromna, wynosi aż 1 392 000 km, dzięki czemu średnica kątowa jego tarczy obserwowanej z Ziemi jest dość duża, wynosi średnio 32 minuty łuku i zmienia się, z powodu niewielkiego spłaszczenia naszej orbity, od 31,5 minut kątowych w czerwcu do 32,6 minut kątowych w styczniu. Natomiast średnica kątowa Wenus podczas przejścia jest około 30 razy mniejsza od średnicy kątowej Słońca. Dzięki temu precyzja "celowania" nie musi być zbyt duża, i za każdym razem, gdy Wenus i Ziemia znajdą się po tej samej stronie Słońca i jednocześnie są dość blisko linii węzłów, następuje przejście i dla obserwatora na Ziemi Wenus jest widoczna jako malutka ciemna tarczka, przesuwająca się na tle dużo większej tarczy Słońca.



Elementarne rozważania geometryczne wskazują, że przejście Wenus może zajść, jeżeli obie planety nie są odległe od linii węzłów bardziej niż o 1,7 stopnia. Spróbujmy więc obliczyć, jak często powtarzają się przejścia Wenus. Załóżmy, że w dniu 0 nastąpiło przejście, czyli obie planety znajdowały się na tyle blisko linii węzłów i po tej samej stronie Słońca, że tarcza Wenus widoczna była na tle tarczy Słońca. Oznaczmy to przejście numerem I. Aby nastąpiło kolejne przejście, planety muszą ponownie znaleźć się jednocześnie w pobliżu linii węzłów. Może to nastąpić tylko po całkowitej lub połówkowej wielokrotności roku ziemskiego, bo Ziemia potrzebuje właśnie tyle czasu, by powrócić na linię węzłów po tej samej lub po przeciwnej stronie Słońca. W czasie zużytym przez Ziemię na powrót do linii węzłów także Wenus musi wykonać całkowitą lub połówkową wielokrotność obiegów swojej orbity, i to taką, by znaleźć się po tej same stronie Słońca co Ziemia. Pierwszą wielokrotnością roku ziemskiego spełniająca niemal idealnie ten warunek jest 8 lat ziemskich czyli 2922,01 dni (8*365,25=2922,01). W tym czasie Wenus dokonuje 13 pełnych obiegów Słońca, co trwa 2921,09 dnia (13*224,7=2921,09). Uważny czytelnik z pewnością zauważył, że jest to niemal tyle samo, ile trwa 5 okresów synodycznych Wenus, czyli 2919,6 dni (5*583,92=2919,6). Jak już wspomnieliśmy, przejście Wenus jest obserwowane nawet wtedy, gdy planety nie są idealnie na jednej linii ze Słońcem. Dzięki temu, choć osiem obiegów Ziemi nie trwa idealnie tyle samo co 13 obiegów Wenus i 5 jej okresów synodycznych, to po 8 latach widzimy ponownie przejście Wenus. Oznaczmy je kolejnym numerem: II. Oczywiście, ponieważ od poprzedniego przejścia minęła całkowita wielokrotność lat ziemskich, przejście II zachodzi w tym samym miesiącu co przejście I.

Niestety, po kolejnych 8 latach sumowanie drobnych różnic w okresach obiegu spowoduje, że planety miną linię węzłów w zbyt dużym odstępie czasowym i przejście nie będzie obserwowane. Prowadząc bardzo podobne obliczenia jak w przypadku przejścia numer I, można pokazać, że dopiero po 121,5 roku od przejścia numer II Wenus i Ziemia ponownie znajdą się jednocześnie w pobliżu linii węzłów i znów można obserwować przejście, oznaczone numerem III. Przejście to zachodzi po połówkowej wielokrotności roku ziemskiego, a więc jest o sześć miesięcy przesunięte względem przejść I i II. Po kolejnych 8 latach następuje przejście numer IV, obserwowane w tym samym miesiącu co przejście numer III. Cykl przejść kończy się po kolejnych 105,5 latach, gdy planety powracają niemal dokładnie do tego samego położenia co podczas przejścia numer I.

Łączny czas trwania cyklu przejść Wenus wynosi 243 lata ziemskie (88756,07 dnia) czyli 395 lat wenusjańskich (88756,06 dnia) i 152 okresy synodyczne Wenus (88756,04 dnia). Zakładając, że cykl zaczynamy podczas przejścia letniego, w ciągu cyklu mamy dwa przejścia letnie w odstępie ośmiu lat (w czerwcu), potem przerwę o długości 105,5 roku, dwa przejścia zimowe (w grudniu) w odstępie 8 lat i znowu przerwę, tym razem o długości 121,5 roku. Jeżeli rozważamy bardzo długie okresy, to akumulacja drobnych różnic w długości trwania 243 lat ziemskich, 395 lat wenusjańskich i 152 okresów synodycznych powoduje okresowe modyfikacje cyklu, wprowadzając kolejno w obu węzłach orbity serie przejść pojedynczych i par przejść (obecnie mamy pary przejść w obu węzłach).

TABELA PRZEJŚĆ WENUS W LATACH 1500-2400





Komentarze + Dodaj komentarz
Zapraszamy do wyrażania opinii, redakcja portalu Interklasa.
 
Nasi partnerzy:
MEN SchoolNet eTwinning Związek Powiatów Polskich PCSS
Cisco OFEK Przyjazna Szkoła Fundacja Junior FIO CEO
Parafiada net PR Orange IMAX Cinema City WSP TWP
IMAGE PPI-ETC ArcaVir Master Solution Device


Projekt Polski Portal Edukacyjny Interkl@sa
powstał i był realizowany w latach 2000-2011 dzięki wsparciu
Polsko-Amerykańskiej Fundacji Wolności.

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce Prywatności".


Pytania i uwagi: portal@interklasa.pl

Regulamin portalu /  Polityka prywatności /  Ochrona własności intelektualnej /  Zasady korzystania / 
Wyłączenie odpowiedzialności /  Biuro prasowe /  Zasady współpracy /  Redakcja /  Kontakt

Przejdź na stronę ucznia Przejdź na stronę nauczyciela Przejdź na stronę rodzica Certyfikat sieciaki.pl Przyjazna strona kidprotect.pl