궤도 이심률

3. 계산

궤도 이심률은 이심률 벡터의 크기로 계산할 수 있다.^[1]

:$e=\; \backslash left\; |\; \backslash mathbf\{e\}\; \backslash right\; |$

• '''e'''는 이심률 벡터이다.

• ''r''_a는 원지점까지의 거리이다. (타원의 초점에서 가장 먼 거리)
• ''r''_p는 근지점까지의 거리이다. (타원의 초점에서 가장 가까운 거리)

4. 예시

지구의 궤도 이심률은 현재 약 0.0167로 거의 원형이다. 금성과 해왕성은 이보다 더 낮은 값을 가진다. 수백 수천만 년 동안, 지구의 궤도 이심률은 다른 행성들의 영향으로 0.0034에서 0.058 사이에서 변화해 왔다.^[33] 수성은 태양계 행성 중 가장 큰 궤도 이심률(0.2056)을 가지며, 근일점에서 원일점보다 두 배 정도의 태양 복사를 받는다.

태양계 소행성들은 대부분 0 ~ 0.35 사이의 값을 가지며, 평균값은 0.17이다.^[34] 비교적 큰 이심률 값은 과거 충돌이나 목성의 영향 때문이다. 달의 이심률은 0.0549이다. 해왕성의 위성 트리톤의 이심률은 0.000016으로 매우 작다.^[35] 반면 작은 위성들은 비교적 큰 이심률을 가지는데, 네레이드는 0.75이다.

혜성들의 이심률은 매우 다양하다. 주기 혜성들은 대체로 0.2 ~ 0.7 사이이며,^[36] 핼리 혜성은 0.967이다. 주기를 갖지 않는 혜성들은 1에 더 가깝다. 헤일-밥 혜성은 0.995,^[38] C/2006 P1(맥나우트)은 1.000019이다.^[37] 알려진 혜성 중 가장 이심률이 큰 혜성은 C/1980 E1으로, 1.057이다.^[40]

항성간 천체인 오무아무아는 1.20, 보리소프 혜성은 약 3.3으로 매우 큰 쌍곡선 궤도 이심률을 갖는다.

대한민국 천문우주연구원은 백색 왜성과 쌍성을 이루는 펄서 PSR J1909-3744의 이심률이 0.000000135로, 관측된 천체 중 가장 작은 값임을 밝혀냈다.

4. 1. 태양계 천체들의 궤도 이심률 (표)

5. 평균 이심률

평균 이심률은 오랜 시간 동안 일어난 섭동의 영향으로 나타나는 이심률 변화의 평균값이다. 해왕성의 현재 이심률은 0.0113이지만,^[41] 1800년부터 2050년까지의 평균 이심률은 0.00859이다.^[42]

6. 기후적 영향

궤도물리학에 따르면 계절의 지속 기간은 지구의 궤도가 지점과 분점 사이의 공간을 휩쓸고 지나가는 면적이 클수록 길어지며, 따라서 만약 이심률이 극단적으로 커진다면 원일점 쪽에서 나타나는 계절이 오래 지속될 것이라고 예측한다. 현재 지구에서는 지구가 근일점에 접근할수록(태양에 가까워질수록) 북반구는 가을을 지나 겨울로 향하고, 한편 남반구에서는 반대되는 계절이 나타나고 있다. 결과적으로 북반구에서는 가을과 겨울이 봄과 여름보다 살짝 짧다. 하지만 전 지구적으로 보았을 때는 남반구는 오히려 봄과 여름이 살짝 짧음으로서 균형이 맞는다. 2006년에는 밀란코비치 주기에 따라 북반구의 여름이 겨울보다 4.66일 더 길었고, 봄은 가을보다 2.9일 더 길었다.^[43][44]

장축단선의 세차운동은 지구의 지점과 분점의 위치를 느리게 바꾸고 있다. 이 움직임은 지구의 "궤도"를 바꾸는 것이지 지구의 자전축을 바꾸는 것이 아니다(자전축 변화는 자전축의 세차운동 참조). 다음 1만 년 동안, 북반구의 겨울은 조금씩 길어질 것이고 여름은 조금씩 짧아질 것이다. 하지만 한쪽이 차가워짐에 따라 반대쪽은 따뜻해지는 것처럼 어떠한 영향도 반대의 영향을 받을 것이다.^[45] 이러한 변화의 기후적 영향은 밀란코비치 주기의 일부이다.

7. 외계 행성

발견된 많은 외계 행성은 태양계 행성보다 큰 궤도 이심률을 갖는다.^[46][16] 궤도 이심률이 낮은 외계 행성은 항성에 가까워 조석 고정되어 있을 가능성이 높다.^[46][16] 태양계처럼 낮은 궤도 이심률을 가진 행성계는 드물다.^[46][16] 대전이 가설은 태양계 행성이 원에 가까운 궤도를 가지는 이유를 설명하는 가설 중 하나이다.^{[48][49][50][51][52][53][54][55][56][20][21][22][23][24][25][26][27]}

참조

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