Perihelikiertymä

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Aurinkoa kiertävän komeetan rata. Periheli on piste, jossa komeetta on lähimpänä Aurinkoa (A). Apheli (C) on piste, jossa komeetta on kauimpana Auringosta.

Perihelikiertymä eli periheliliike on se ilmiö, että planeetan tai muun taivaankappaleen periheli eli sen radan Aurinkoa lähimpänä oleva kohta ei pysy aina samalla puolella Aurinkoa.

Merkuriuksen radan perihelin kiertymä on ollut vaikeimmin selitettäviä ilmiöitä tähtitieteessä ja sen selittämiseen on kaatunut moni uusi teoria.

Merkuriuksen radan periheli kiertyy hieman joka kierroksella. Havainnoitu liike on yli 1,5 astetta vuosisadassa.[1] 90 % tästä selittyy planeetan pyörimisakselin suunnan muutoksesta, prekessiosta.lähde? Jäljelle jäävä kiertymä on 531 kaarisekuntia vuosisadassa, eli noin 0,15 astetta. Tästä Venus aiheuttaa puolet ja muiden planeettojen aiheuttamien häiriöiden poiston jälkeen jää jäljelle 43 kaarisekunnin ylimääräinen kiertymä vuosisadassa.[1]

Ylimääräisen, selittymättömän, kiertymän syyksi arveltiin aikoinaan hypoteettista Vulkanus-planeettaa, joka oletettiin kiertävän Aurinkoa Merkuriuksen radan sisäpuolella. Kiertoratansa takia se olisi käytännössä ollut näkyvissä vain täydellisten auringonpimennysten aikana. 1800- ja 1900-lukujen vaihteessa monet tähtitieteilijät yrittivätkin etsiä sitä aina auringonpimennyksen sattuessa. Vulkanuksesta ei kuitenkaan saatu yhtään luotettavaa havaintoa.[2]

Vasta Albert Einsteinin vuonna 1916 kehittelemä yleinen suhteellisuusteoria kykeni selittämään Merkuriuksen perihelikiertymän poikkeaman ilman tuntematonta planeettaa.[1] Einstein osoitti, että jos planeetan kiertoradan isoakselin puolikas on \alpha, radan eksentrisyys e ja kiertoaika T, suhteellisuus­teoreettiset ilmiöt saavat aikaan, että yhden kierroksen aikana periheli kiertyy kulman

\epsilon = 24 \pi^3 \frac{\alpha^2}{T^2 c^2 (1-e^2)}

verran (radiaaneina), missä c on valonnopeus.[3] Kun tähän sijoitetaan Merkuriuksen radan arvot: iso­akselin puolikas noin 57,9 miljoonaa kilometriä eli 57,9 · 109 m, radan eksentrisyys 0,206 ja kiertoaika 87,97 d[4] eli noin 7,6 · 106 s sekä valonnopeus 3 · 108 m/s, saadaan tulokseksi \epsilon = 5,028 · 10-7 radiaania, toisin sanoen noin 2,88 · 10-5 astetta eli 0,104 kaarisekuntia. Sadassa vuodessa Merkurius tekee noin 415 kierrosta, joten tästä aiheutuva kiertymä tämän pituisena aikana on noin 43 kaari­sekuntia, mikä varsin tarkoin vastaa havaittua periheli­kiertymän poikkeamaa.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Hannu Karttunen, Heikki Oja, Pekka Kröger, Markku Poutanen: Tähtitieteen perusteet, s. 208. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1984. 951-859-367-1.
  2. Richard Baum ja William Sheehan: Vulkanus - suuri planeetanmetsästys. Art House, 1998. ISBN ISBN 951-884-235-3.
  3. Stephen Hawking: On the shoulders of giants : the great works of physics and astronomy, s. 1243, artikkeli Foundation of the General Relativity (käännös Albert Einsteinin vuonna 1916 laatimasta artikkelista Die Grundlage der Allgemeine Relativitätstheorie, alun perin julkaistu Annalen der Physikin numerossa 49). Philadelphia, Pennsylvania, USA: Running Press. ISBN 0-7624-1348-4.
  4. Hannu Karttunen, Heikki Oja, Pekka Kröger, Markku Poutanen: Tähtitieteen perusteet, s. 581, taulukko. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, Valtion painatuskeskus, 1984. ISBN 951-859-367-1.
Tämä tähtitieteeseen liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.