Введение

Степень отклонения орбиты от идеальной окружности в астродинамике.

В астродинамике орбитальная эксцентричность астрономического объекта — это безразмерный параметр, определяющий, насколько орбита вокруг другого тела отклоняется от идеальной окружности. Значение 0 соответствует круговой орбите, значения между 0 и 1 формируют эллиптическую орбиту, 1 — параболической орбите ухода (или захвата), а значения больше 1 — гиперболической орбите. Термин происходит от параметров конических сечений, поскольку каждая орбита Кеплера является коническим сечением. Обычно он применяется к задаче двух тел, но существуют обобщения для объектов, движущихся по розеткообразной орбите в Галактике.

Средняя средняя

Средняя эксцентричность объекта – это среднее значение эксцентриситета, рассчитанное с учетом возмущений за определенный период времени. В настоящее время (в текущую эпоху) эксцентриситет Нептуна равен , но в период с 1800 по 2050 год его средняя эксцентричность составляет 0,00859.

Климатическое воздействие

Орбитальная механика требует, чтобы продолжительность сезонов была пропорциональна площади орбиты Земли, описываемой между солнцестояниями и равноденствиями. Поэтому, когда орбитальная эксцентричность велика, сезоны, приходящиеся на дальнюю сторону орбиты (афелий), могут быть существенно продолжительнее. Осень и зима в Северном полушарии наступают в момент наибольшего сближения (перигелия), когда Земля движется с максимальной скоростью, в то время как в Южном полушарии наблюдается противоположная картина. В результате, осень и зима в Северном полушарии немного короче весны и лета, однако в глобальном масштабе это компенсируется их большей продолжительностью в Южном полушарии. В 2006 году лето в Северном полушарии было на 4,66 дня длиннее зимы, а весна – на 2,9 дня длиннее осени из-за орбитальной эксцентричности. Апсидальная прецессия также медленно изменяет положение на орбите Земли, где происходят солнцестояния и равноденствия. Это медленное изменение самой орбиты Земли, а не оси вращения, которая называется осевой прецессией. Климатические последствия этого изменения являются частью циклов Миланковича. В ближайшие годы зимы в Северном полушарии будут постепенно удлиняться, а лето – сокращаться. Любое охлаждение в одном полушарии компенсируется потеплением в другом, а любое общее изменение будет нивелировано тем фактом, что эксцентричность орбиты Земли почти уменьшится вдвое. Это приведет к уменьшению среднего радиуса орбиты и повышению температуры в обоих полушариях, приближая их к пику межледникового периода.

Экзопланеты

Из множества обнаруженных экзопланет большинство имеют более высокую орбитальную эксцентричность, чем планеты в Солнечной системе. Экзопланеты с низкой орбитальной эксцентричностью (близкой к круговым орбитам) находятся очень близко к своей звезде и испытывают приливную синхронизацию с ней. Все восемь планет Солнечной системы имеют почти круговые орбиты. Обнаруженные экзопланеты показывают, что Солнечная система, с её необычно низкой эксцентричностью, является редкой и уникальной. Одна из теорий связывает эту низкую эксцентричность с большим числом планет в Солнечной системе, другая – с её уникальными поясами астероидов. Было обнаружено несколько других многопланетных систем, но ни одна из них не напоминает Солнечную систему. Солнечная система обладает уникальными системами планетезималей, которые и привели к тому, что планеты имеют почти круговые орбиты. К солнечным системам планетезималей относятся пояс астероидов, семейство Хильды, пояс Койпера, облако Хиллса и облако Оорта. У обнаруженных экзопланетных систем либо отсутствуют системы планетезималей, либо они очень массивны. Низкая эксцентричность необходима для обитаемости, особенно для существования развитой жизни. Многопланетные системы гораздо чаще содержат обитаемые экзопланеты. Гипотеза «Великого прицепа» также помогает понять почти круговые орбиты и другие уникальные особенности Солнечной системы.