要完全描述行星的运动,需要知道6个轨道要素,为简单起见我们只介绍3个重要的轨道要素。
1.轨道倾角i:这个根数表示天体轨道所在的平面与地球轨道平面——黄道面所交的角度。对大行星来说,除了水星和冥王星外,i都不到3°30′。而彗星的i角常有好几十度,甚至超过90°变成由东向西“逆行”的。小行星的轨道倾角则介于大行星和彗星之间。
2.轨道半长径a:这表示了天体轨道的大小,其值是轨道椭圆长轴(AB)的一半(等OA),也就等于SC,也就是天体到太阳的平均距离。顺便指出,a的大小还直接决定了天体绕太阳一周的时间(公转周期)。因为如前所说,开普勒为天体规定的第三条“法律”是:如果a用天文单位表示,周期T用年表示,则有T2=a3.
3.轨道偏心率e:它表示椭圆的形状。e越大,椭圆越扁,e=1,则椭圆变成了抛物线,e越小,椭圆越接近于圆,实际上,正圆就是椭圆在e=0的特殊情形。上图中S表示太阳,则e=OS/OA=OS/a。
还要介绍一下,上图中,椭圆长轴靠近太阳的一端点(A4)叫近日点(A是椭圆上离S最近的一点)。AS的长度就叫近日距,另一端点B即叫远日点,BS就是远日距,从开普勒立的第二条“法律”可以推出,天体在近日点处,运动速度会加快,在远日点时,速度会变慢。
还有两个量:升交点黄经Ω和近日点角距ω,我们标在图上,但不作详细介绍了。
头4颗小行星的轨道根数
历元:1982.8.19
小行星名Ceres
1
谷神星Pallas
2
智神星Juno
3
婚神星vesta
4
灶神星轨道半长径a(天文单位)
轨道偏心率e
(1950.0)轨道倾角i近日点角距ω升交点黄径Ω平点角M2.7674817
0.0783000
10°。60449
73°。54463
80°。05061
88°。020542.7736635
0.2326381
34°。79425
310°。0449
172°。71233
78°。085952.6685562
0.2572735
13°。00210
247°。02474
169°。88801
247°。179472.3612114
0.0891718
7°。14284
150°。13334
103°。44248
57°。11282