Desde o século XVI, quando Nicolaus Copernicus demonstrou que a Terra girava em torno do Sol, os cientistas têm trabalhado incansavelmente para entender o relacionamento em termos matemáticos. Se esse corpo celeste brilhante - do qual depende as estações, o ciclo diurno e toda a vida na Terra - não gira em torno de nós, então qual é exatamente a natureza de nossa órbita ao seu redor?
Por vários séculos, os astrônomos aplicaram o método científico para responder a essa pergunta e determinaram que a órbita da Terra ao redor do Sol tem muitas características fascinantes. E o que eles descobriram nos ajudou a entender por que medimos o tempo da maneira que fazemos.
Características orbitais:
Primeiro, a velocidade da órbita da Terra em torno do Sol é de 108.000 km / h, o que significa que nosso planeta percorre 940 milhões de km durante uma única órbita. A Terra completa uma órbita a cada 365,242199, ou seja, dias solares, um fato que ajuda bastante a explicar por que precisamos de um dia de calendário extra a cada quatro anos (ou seja, durante um ano bissexto).
A distância do planeta ao Sol varia conforme ele orbita. De fato, a Terra nunca fica à mesma distância do Sol dia após dia. Quando a Terra está mais próxima do Sol, diz-se que está no periélio. Isso ocorre por volta de 3 de janeiro de cada ano, quando a Terra está a uma distância de cerca de 147.098.074 km.
A distância média da Terra ao Sol é de cerca de 149,6 milhões de km, o que também é referido como uma unidade astronômica (AU). Quando está mais distante do Sol, diz-se que a Terra se encontra em afélio - o que acontece por volta de 4 de julho, onde a Terra atinge uma distância de 152.097.701 km.
E aqueles de vocês no hemisfério norte perceberão que o clima "quente" ou "frio" não coincide com a proximidade da Terra do Sol. Isso é determinado pela inclinação axial (veja abaixo).
Órbita elíptica:
Em seguida, há a natureza da órbita da Terra. Em vez de ser um círculo perfeito, a Terra se move ao redor do Sol em um padrão circular ou oval estendido. Isso é conhecido como órbita "elíptica". Esse padrão orbital foi descrito pela primeira vez por Johannes Kepler, um matemático e astrônomo alemão, em seu trabalho seminal Astronomia nova (Nova astronomia).
Depois de medir as órbitas da Terra e de Marte, ele percebeu que, às vezes, as órbitas dos dois planetas pareciam acelerar ou diminuir a velocidade. Isso coincidiu diretamente com o afélio e o periélio dos planetas, o que significa que a distância dos planetas ao Sol tinha uma relação direta com a velocidade de suas órbitas. Também significava que a Terra e Marte não orbitaram o Sol em padrões perfeitamente circulares.
Ao descrever a natureza das órbitas elípticas, os cientistas usam um fator conhecido como “excentricidade”, que é expresso na forma de um número entre zero e um. Se a excentricidade de um planeta estiver próxima de zero, a elipse é quase um círculo. Se estiver perto de um, a elipse é longa e delgada.
A órbita da Terra tem uma excentricidade inferior a 0,02, o que significa que está muito perto de ser circular. É por isso que a diferença entre a distância da Terra do Sol no periélio e afélio é muito pequena - menos de 5 milhões de quilômetros.
Mudança sazonal:
Terceiro, há o papel da órbita da Terra nas estações, a que nos referimos acima. As quatro estações do ano são determinadas pelo fato de a Terra estar inclinada 23,4 ° em seu eixo vertical, que é conhecido como "inclinação axial". Essa peculiaridade em nossa órbita determina os solstícios - o ponto na órbita da inclinação axial máxima em direção ou longe do Sol - e os equinócios, quando a direção da inclinação e a direção do Sol são perpendiculares.
Em resumo, quando o hemisfério norte é inclinado para longe do Sol, ele experimenta o inverno, enquanto o hemisfério sul experimenta o verão. Seis meses depois, quando o hemisfério norte é inclinado em direção ao Sol, a ordem sazonal é revertida.
No hemisfério norte, o solstício de inverno ocorre por volta de 21 de dezembro, o solstício de verão fica próximo a 21 de junho, o equinócio da primavera é por volta de 20 de março e o equinócio de outono é cerca de 23 de setembro. A inclinação axial no hemisfério sul é exatamente o oposto da direção no hemisfério norte. Assim, os efeitos sazonais no sul são revertidos.
Embora seja verdade que a Terra tem um periélio, ou ponto em que está mais próximo do Sol, e um afélio, seu ponto mais distante do Sol, a diferença entre essas distâncias é mínima demais para causar um impacto significativo nas estações da Terra. e clima.
Pontos Lagrange:
Outra característica interessante da órbita da Terra ao redor do Sol tem a ver com os pontos de Lagrange. Essas são as cinco posições na configuração orbital da Terra em torno do Sol, onde a força gravitacional combinada da Terra e do Sol fornece precisamente a força centrípeta necessária para orbitar com eles.
Os cinco pontos de Lagrange entre a Terra são rotulados (um tanto sem imaginação) de L1 a L5. L1, L2 e L3 ficam ao longo de uma linha reta que atravessa a Terra e o Sol. L1 fica entre eles, L3 está no lado oposto do Sol da Terra e L2 está no lado oposto da Terra de L1. Esses três pontos de Lagrange são instáveis, o que significa que um satélite colocado em qualquer um deles sairá do curso se for perturbado um pouco.
Os pontos L4 e L5 estão nas pontas dos dois triângulos equilaterais, onde o Sol e a Terra constituem os dois pontos inferiores. Esses pontos permanecem ao longo da órbita da Terra, com L4 a 60 ° atrás e L5 a 60 ° à frente. Esses dois pontos Lagrange são estáveis, por isso são destinos populares para satélites e telescópios espaciais.
O estudo da órbita da Terra em torno do Sol também ensinou aos cientistas muito sobre outros planetas. Saber onde um planeta se encontra em relação à sua estrela-mãe, seu período orbital, sua inclinação axial e uma série de outros fatores são fundamentais para determinar se a vida pode ou não existir em uma e se um dia os seres humanos poderiam ou não viver. há.
Escrevemos muitos artigos interessantes sobre a órbita da Terra aqui na Space Magazine. Aqui estão 10 fatos interessantes sobre a Terra, a que distância a Terra está do Sol ?, Qual é a rotação da Terra ?, Por que existem estações do ano? E Qual é a inclinação axial da Terra?
Para obter mais informações, confira este artigo no artigo NASA-Window's to Universe sobre órbitas elípticas ou confira Earth: Overview da NASA.
Astronomy Cast também espidoes que são relevantes para o assunto. Aqui está o BQuestions Show: buracos negros negros, desequilíbrio da terra e poluição do espaço.
Fontes:
- Wikipedia - Órbita da Terra
- NASA: Janelas para o Universo - A Órbita da Terra
- NASA: pergunte a um astrofísico - velocidade da rotação da Terra
