Кіріспе
Астрономиялық объектінің басқа объектінің айналасында бір орбитаны толық аяқтауына қажетті уақыт – орбиталық кезең (немесе айналыс кезеңі). Орбиталық кезең – нақты бір астрономиялық объектінің екінші объектінің айналасында бір толық айналым жасауына кеткен уақыттың мөлшері. Астрономияда бұл көбінесе Күнді айналатын планеталар мен астероидтарға, планеталарды айналатын айларға, басқа жұлдыздарды айналатын экзопланеталарға немесе екі жұлдыздан тұратын жүйелерге қатысты айтылады. Сондай-ақ, бұл планетаның немесе айдың орбитасымен қозғалатын спутниктің бір айналым жасауына кеткен уақытын да білдіруі мүмкін. Жалпы, аспан денелері үшін орбиталық кезең – бір дененің негізгі денесінің айналасында 360 градусқа айналуымен анықталады, мысалы, Жердің Күннің айналасындағы айналымы. Астрономиядағы кезеңдер уақыт бірліктерінде, әдетте сағаттармен, күндермен немесе жылдармен өлшеніп көрсетіледі.
The orbital period (also revolution period) is the amount of time a given astronomical object takes to complete one orbit around another object. In astronomy, it usually applies to planets or asteroids orbiting the Sun, moons orbiting planets, exoplanets orbiting other stars, or binary stars. It may also refer to the time it takes a satellite orbiting a planet or moon to complete one orbit. For celestial objects in general, the orbital period is determined by a 360° revolution of one body around its primary, e. g. Earth around the Sun. Periods in astronomy are expressed in units of time, usually hours, days, or years.
Байланысты кезеңдер
Жалпы аспан денелері үшін орбиталық кезең әдетте аспанда проекцияланған тұрақты жұлдыздарға қатысты бір дененің негізгі шамасына қарай 360° айналуымен анықталатын сидериялық кезеңге жатады. Жердің Күнді айналып жүрген жағдайында бұл кезең сидериялық жыл деп аталады. Бұл инерциялық (айналмайтын) еталондық жүйенің орбиталық кезеңі. Орбиталық кезеңдерді бірнеше тәсілмен анықтауға болады. Тропикалық кезең негізінен ата-ана жұлдызының орналасуымен байланысты. Ол күн жылының және сәйкесінше күнтізбелік жылдың негізі болып табылады. Синодтық кезең ата-ана жұлдызының орбиталық қатынасына емес, басқа аспан нысандарына қатысты есептеледі. Бұл оны ата-анасының айналасындағы объектінің орбитасына қарағанда ерекше тәсіл ғана емес, сонымен қатар басқа объектілермен, әдетте Жермен және олардың Күн айналасындағы орбиталарымен орбиталық қатынастардың кезеңіне айналдырады. Бұл планеталардың белгілі бір құбылысқа немесе нүктеге қайта оралу уақытын көрсетеді, мысалы, кез келген планета Күнмен бірінен соң бірі байқалатын немесе Күнге қарсы келетін кездерінде. Мысалы, Юпитер Жерден қарағанда 398,8 күндік синодикалық кезеңге ие; демек, Юпитердің оппозициясы шамамен 13 айда бір рет болады. Объектілердің орбиталарымен байланысты көптеген кезеңдер бар, олардың әрқайсысы астрономия мен астрофизиканың әртүрлі салаларында жиі қолданылады. Оларды айналу кезеңдері сияқты басқа кезеңдермен шатастырмау қажет. Ортақ орбиталық кезеңдердің мысалдары: Синодтық кезең – бұл объектінің екі немесе одан да көп басқа объектілерге қатысты бір нүктеде қайта пайда болуына кеткен уақыт. Көбінесе бұл екі объекті Жер мен Күн болып табылады. Екі рет бір-біріне қарама-қарсы келу немесе екі рет біріне-бірі қосылу уақыты да синодтық кезеңге тең. Күн жүйесіндегі аспан денелері үшін синодикалық кезең (Жер мен Күнге қатысты) Жердің Күнді айналып қозғалуына байланысты тропикалық кезеңнен өзгеше болады. Мысалы, Жерден Күнге қатысты Ай орбитасының синодикалық кезеңі 29,5 орташа күнге тең, себебі Айдың фазасы мен Күн мен Жерге қатысты орны осы кезеңнен кейін қайталанады. Бұл Жердің Күнді айналып өтуіне байланысты оның Жерді айналып өтуінің сидериялық кезеңінен (27,3 орташа күн) ұзақ. Дракониттік кезең (немесе түйіндік кезең) – бұл объектінің орбитасының оңтүстік жарты шардан солтүстік жарты шарға эклиптиканы кесіп өту арасындағы уақыт. Бұл кезең сидериялық кезеңнен өзгеше, өйткені объектінің орбиталық жазықтығы да, эклиптика жазықтығы да тұрақты жұлдыздарға қатысты прецессиялайды, сондықтан олардың қиылысуы – түйіндер сызығы да тұрақты жұлдыздарға қатысты прецессиялайды. Эклиптика жазықтығы белгілі бір эпохада орналасқан күйде сақталса да, объектінің орбиталық жазықтығы прецессиялайды, дракониттік кезеңнің сидериялық кезеңнен өзгеше болуына себеп болады. Аномалистік кезең – бұл объектінің периапсисінде (күн жүйесіндегі планеталар үшін перигелий) екі рет өтуі арасындағы уақыт. Бұл сидериялық кезеңнен өзгеше, өйткені объектінің үлкен жарты осьі әдетте баяу жылжиды. Сонымен қатар, Жердің тропикалық кезеңі (тропикалық жыл) – бұл оның айналу осінің Күнмен екі рет туралану арасындағы уақыт, сонымен қатар 0 сағат оң жаққа көтерілудегі объектінің екі рет өтуі ретінде қарастырылады. Бір Жер жылы Күннің эклиптика бойымен бір айналымды аяқтауына кеткен уақыттан сәл қысқа (сидериялық жыл), өйткені еңіс ось пен экваторлық жазықтық баяу прецессиялайды (анықтама жұлдыздарына қатысты айналады), орбита аяқталғанға дейін Күнмен қайта сәйкестендіріледі. Жердің осьтік прецессиясының бұл циклі, күн мен түн теңелуінің прецессиясы деп аталады, шамамен 25 772 жылда қайталанады. Кезеңдер басқа аспан денелерінің шағын күрделі сыртқы гравитациялық әсерінен туындайтын әртүрлі нақты астрономиялық анықтамалар бойынша да анықталуы мүмкін. Мұндай өзгерістерге сондай-ақ екі астрономиялық дененің (барицентр) арасындағы ауырлық орталығының нақты орналасуы, басқа планеталар немесе денелердің бұзылыстары, орбиталық резонанс, жалпы салыстырмалылық және т.б. жатады. Көбінесе бұл құбылыстар аспан механикасын қолдана отырып, аспан денелерінің нақты позициялық бақылауларын жүзеге асыратын астрометрия арқылы егжей-тегжейлі күрделі астрономиялық теориялармен зерттеледі.
The synodic period is the amount of time that it takes for an object to reappear at the same point in relation to two or more other objects. In common usage, these two objects are typically Earth and the Sun. The time between two successive oppositions or two successive conjunctions is also equal to the synodic period. For celestial bodies in the solar system, the synodic period (with respect to Earth and the Sun) differs from the tropical period owing to Earth's motion around the Sun. For example, the synodic period of the Moon's orbit as seen from Earth, relative to the Sun, is 29.5 mean solar days, since the Moon's phase and position relative to the Sun and Earth repeats after this period. This is longer than the sidereal period of its orbit around Earth, which is 27.3 mean solar days, owing to the motion of Earth around the Sun. The draconitic period (also draconic period or nodal period), is the time that elapses between two passages of the object through its ascending node, the point of its orbit where it crosses the ecliptic from the southern to the northern hemisphere. This period differs from the sidereal period because both the orbital plane of the object and the plane of the ecliptic precess with respect to the fixed stars, so their intersection, the line of nodes, also precesses with respect to the fixed stars. Although the plane of the ecliptic is often held fixed at the position it occupied at a specific epoch, the orbital plane of the object still precesses, causing the draconitic period to differ from the sidereal period. The anomalistic period is the time that elapses between two passages of an object at its periapsis (in the case of the planets in the Solar System, called the perihelion), the point of its closest approach to the attracting body. It differs from the sidereal period because the object's semi major axis typically advances slowly. Also, the tropical period of Earth (a tropical year) is the interval between two alignments of its rotational axis with the Sun, also viewed as two passages of the object at a right ascension of 0 hr. One Earth year is slightly shorter than the period for the Sun to complete one circuit along the ecliptic (a sidereal year) because the inclined axis and equatorial plane slowly precess (rotate with respect to reference stars), realigning with the Sun before the orbit completes. This cycle of axial precession for Earth, known as precession of the equinoxes, recurs roughly every 25,772 years. Periods can be also defined under different specific astronomical definitions that are mostly caused by the small complex external gravitational influences of other celestial objects. Such variations also include the true placement of the centre of gravity between two astronomical bodies (barycenter), perturbations by other planets or bodies, orbital resonance, general relativity, etc. Most are investigated by detailed complex astronomical theories using celestial mechanics using precise positional observations of celestial objects via astrometry.
Басқа планеталарға қатысты синодикалық кезеңдер
Синодтық кезең ұғымы Жерге ғана емес, басқа планеталарға да қолданылады, ал есептеу формуласы жоғарыда берілген формуламен бірдей. Төменде кейбір планеталардың бір-біріне қатысты синодикалық кезеңдерін тізімдейтін кесте берілген:
+ Орбиталық кезең (жылдар) Марсқа қатысты Юпитер Сатурн Хирон Уран Нептун Плутон Куаар Эрида Күн 1.881 11.86 29.46 50.42 84.01 164.8 248.1 287.5 557.0 Марс 2.236 2.009 1.954 1.924 1.903 1.895 1.893 1.887 Юпитер 19.85 15.51 13.81 12.78 12.46 12.37 12.12 Сатурн 70.87 45.37 35.87 33.43 32.82 31.11 2060 Хирон 126.1 72.65 63.28 61.14 55.44 Уран 171.4 127.0 118.7 98.93 Нептун 490.8 386.1 234.0 Плутон 1810.4 447.4 50000 Куаар 594.2
+ Orbital period (years) Relative to Mars Jupiter Saturn Chiron Uranus Neptune Pluto Quaoar Eris Sun 1.881 11.86 29.46 50.42 84.01 164.8 248.1 287.5 557.0 Mars 2.236 2.009 1.954 1.924 1.903 1.895 1.893 1.887 Jupiter 19.85 15.51 13.81 12.78 12.46 12.37 12.12 Saturn 70.87 45.37 35.87 33.43 32.82 31.11 2060 Chiron 126.1 72.65 63.28 61.14 55.44 Uranus 171.4 127.0 118.7 98.93 Neptune 490.8 386.1 234.0 Pluto 1810.4 447.4 50000 Quaoar 594.2
Орбиталық кезеңдердің мысалы: қос жұлдыздар
Екілік жұлдыз. Орбиталық кезең. AM Canum Venaticorum 17.146 минут. Beta Lyrae AB 12.9075 күн. Alpha Centauri AB 79.91 жыл. Proxima Centauri – Alpha Centauri AB 500,000 жыл немесе одан да көп.