ஒரு கோளின் சுற்றுப்பாதையின் மைய விலகல்

கோள்களின் சுற்றுப்பாதைகளின் மைய விலகல்

நட்சத்திரங்களைச் சுற்றிவரும் கோள்களைப் பற்றி நாம் நினைக்கும்போது, ​​நேர்த்தியான, நிலையான வட்டப் பாதைகளின் பிம்பமே பெரும்பாலும் நம் நினைவுக்கு வருகிறது. உண்மையில், பெரும்பாலான கோள்களின் சுற்றுப்பாதைகள் முழுமையான வட்ட வடிவில் இருப்பதில்லை. அவை பொதுவாக நீள்வட்டங்களாகவே இருக்கின்றன—ஒரு திசையில் 'நீட்டப்பட்ட' வட்டத்தைப் போல. அந்த நீள்வட்டம் எவ்வளவு 'நீள்வட்ட வடிவில்' உள்ளது என்பதன் அளவே சுற்றுப்பாதையின் மையவிலகல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்தக் கருத்து எளிமையானதாகத் தோன்றினாலும், இது ஆழமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது: இது ஒரு கோள் அதன் நட்சத்திரத்திலிருந்து உள்ள தூரத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடுகள், அதன் சுற்று வேகத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், மற்றும் அதன் சாத்தியமான காலநிலை மற்றும் வாழ்வாதாரத் தகுதி ஆகியவற்றில் கூட தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

விசித்திரமான குணம் என்பது என்ன?

பொதுவாக, மைய விலகல் (e) என்பது சுற்றுப்பாதையின் வடிவத்தை விவரிக்கும் ஒரு எண் ஆகும்:

– e = 0 என்றால், அந்த சுற்றுப்பாதை ஒரு சரியான வட்டம் என்று பொருள்.
– 0 < e < 1 என்பது நீள்வட்டப் சுற்றுப்பாதையைக் குறிக்கிறது (இதுவே கோள்களுக்கு மிகவும் பொதுவானது). – e = 1 என்பது பரவளையப் சுற்றுப்பாதையைக் குறிக்கிறது (பொருள் ஒருமுறை கடந்து சென்று மீண்டும் வராது; எடுத்துக்காட்டாக, சில வால்மீன்கள்). – e > 1 என்பது அதிபரவளையப் சுற்றுப்பாதையைக் குறிக்கிறது (பொருள் வெகு தொலைவிலிருந்து வந்து, பின்னர் நிரந்தரமாகச் சென்றுவிடும்).

சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள கோள்களுக்கு, e-யின் மதிப்பு 0-க்கும் 1-க்கும் குறைவான மதிப்புக்கும் இடையில் இருப்பதால், அவை அனைத்தும் நீள்வட்டப் பாதைகளில் பயணிக்கின்றன. இருப்பினும், இந்த நீள்வட்டங்களின் 'நீள்வட்டத்தன்மை'யின் அளவு மாறுபடுகிறது.

நீள்வட்டம், குவியம், சூரிய அண்மைப்புள்ளி மற்றும் சூரிய சேய்மைப்புள்ளி

ஒரு நீள்வட்டப் பாதைக்கு குவியங்கள் எனப்படும் இரண்டு குறிப்பிட்ட புள்ளிகள் உள்ளன. சூரியனைச் சுற்றிவரும் ஒரு கோளைப் பொறுத்தவரை, சூரியன் நீள்வட்டத்தின் மையத்தில் இல்லாமல், ஒரு குவியத்தில் மட்டுமே உள்ளது. இதனால்தான் ஒரு கோளின் சுற்றுப்பாதை முழுவதும் சூரியனிலிருந்து அதன் தூரம் மாறுகிறது.

சுற்றுப்பாதையில் உள்ள இரண்டு முக்கியமான நிலைகள்:

– பெரிஹீலியன்: ஒரு கோளானது சூரியனுக்கு மிக அருகில் உள்ள புள்ளி.
– அஃபெலியன்: சூரியனிலிருந்து ஒரு கோளின் மிகத் தொலைவான புள்ளி

மைய விலகல் அதிகமாக இருந்தால், சூரிய அண்மைப் புள்ளிக்கும் சூரிய சேய்மைப் புள்ளிக்கும் இடையிலான தூர வேறுபாடும் அதிகமாக இருக்கும்.

விசித்திரத்தன்மை மற்றும் கெப்லரின் விதிகள்

மையவிலகல் என்பது தனித்து நிற்பதில்லை. அது கெப்ளரின் விதிகளின்படி, குறிப்பாக அதன் இரண்டாம் விதியின்படி, கோள்கள் நகரும் விதத்துடன் தொடர்புடையது: ஒரு கோளையும் சூரியனையும் இணைக்கும் ஒரு கற்பனைக் கோடு, சம நேரங்களில் சம பரப்புகளைக் கடந்து செல்கிறது. இதன் விளைவாக, ஒரு கோள் சூரிய அண்மைப் புள்ளிக்கு அருகில் இருக்கும்போது, ​​அது வேகமாக நகர்கிறது; சூரிய சேய்மைப் புள்ளிக்கு அருகில் இருக்கும்போது, ​​அது மெதுவாக நகர்கிறது. ஒரு நீள்வட்டப் பாதைக்கு "சுற்றுப்பாதை வேகம்" ஏன் ஒரு மாறிலியாக இருப்பதில்லை என்பதை இது விளக்குகிறது.

கிட்டத்தட்ட வட்டமான சுற்றுப்பாதைகளில் (குறைந்த e), வேகம் மற்றும் தூரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் கவனிக்கத்தக்கதாக இருப்பதில்லை. ஆனால் மையவிலக்கு சுற்றுப்பாதைகளில் (அதிக e), வேறுபாடுகள் மிகக் கடுமையாக இருக்கலாம்.

சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள மையவிலக்கிற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள கோள்கள் மாறுபட்ட மையவிலகல் மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இதோ ஒரு பொதுவான கண்ணோட்டம் (எண்கள் முழுமையாக்கப்பட்டிருக்கலாம்):

– வெள்ளி: வட்டத்திற்கு மிக அருகில் (e ~ 0,007)
– பூமி: ஏறக்குறைய வட்டமானது (e ~ 0,017)
– செவ்வாய்: அதிக நீள்வட்ட வடிவம் (e ~ 0,093)
– புதன்: கோள்களிலேயே மிகவும் விசித்திரமானது (e ~ 0,206)

பூமி பெரும்பாலும் ஒரு "கோள" சுற்றுப்பாதையைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதப்பட்டாலும், அது இன்னமும் ஒரு நீள்வட்டப் பாதையே. சூரியனுக்கு மிக அருகாமையிலும் மிகத் தொலைவிலும் பூமிக்கும் சூரியனுக்கும் இடையிலான தூர வேறுபாடு சுமார் சில மில்லியன் கிலோமீட்டர்கள் ஆகும். இது குறிப்பிடத்தக்கதாகத் தோன்றினாலும், இது சராசரி தூரத்தில் ஒரு சில சதவீதம் மட்டுமே. எனவே, அதன் அச்சின் சாய்வு போன்ற பிற காரணிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பூமி பெறும் மொத்த சூரிய ஆற்றலில் இதன் தாக்கம் ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாகவே உள்ளது.

பூமியில் விசித்திரமும் பருவங்களும்

கோடையில் பூமி சூரியனுக்கு அருகில் இருப்பதாலும், குளிர்காலத்தில் தொலைவில் இருப்பதாலும் பருவங்கள் ஏற்படுகின்றன என்பது ஒரு பொதுவான தவறான கருத்தாகும். உண்மையில், பருவங்கள் முதன்மையாக பூமியின் அச்சுச் சாய்வால் (சுமார் 23,5°) தீர்மானிக்கப்படுகின்றனவே தவிர, அதன் மையவிலக்கத்தால் அல்ல.

சுவாரஸ்யமாக, வட அரைக்கோளம் குளிர்காலத்தை அனுபவிக்கும் ஜனவரி மாதத் தொடக்கத்தில், பூமி உண்மையில் சூரிய அண்மைப் புள்ளிக்கு அருகில் உள்ளது. இது, பருவங்களைத் தீர்மானிப்பதில் தூரம் முதன்மைக் காரணி அல்ல என்பதை உணர்த்துகிறது. இருப்பினும், புவிமைய விலகல் ஒரு சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது: பூமி சூரிய அண்மைப் புள்ளிக்கும் சூரிய சேய்மைப் புள்ளிக்கும் இடையில் சூரிய ஒளியின் தீவிரம் சற்றே மாறுபடுகிறது. இந்த விளைவு, ஆண்டு முழுவதும் பூமி பெறும் சூரிய ஆற்றலின் பரவலில் ஏற்படும் சிறிய மாறுபாடுகளாகக் காணப்படுகிறது.

விசித்திரமான குணம் ஏன் மாறக்கூடும்?

சுற்றுப்பாதை மையவிலகல் எப்போதும் நிலையானதாக இருப்பதில்லை. பல கோள்களைக் கொண்ட அமைப்புகளில், கோள்களுக்கு இடையேயான ஈர்ப்பு விசையானது சுற்றுப்பாதைகளை மெதுவாக மாற்றுகிறது. ஆயிரக்கணக்கான முதல் மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் வரையிலான கால அளவுகளில், பூமியின் மையவிலகலானது மிலன்கோவிட்ச் சுழற்சிகளின் ஒரு பகுதியாக மாறுபாடுகளைச் சந்திக்கிறது. இந்த மிலன்கோவிட்ச் சுழற்சிகள், பனிக்காலங்கள் உட்பட நீண்டகால காலநிலை வடிவங்களுடன் தொடர்புடைய, பூமியின் சுற்றுப்பாதை மற்றும் சுழற்சி அளவுருக்களில் ஏற்படும் தொடர்ச்சியான காலமுறை மாற்றங்களாகும்.

கோள்களுக்கிடையேயான இடைவினைகள் மட்டுமின்றி, மற்ற பெரும் பொருட்களுடனான அருகாமை, சுற்றுப்பாதை ஒத்திசைவுகள், மற்றும் கோள் அமைப்பின் உருவாக்க வரலாறு (எ.கா., மோதல்கள் அல்லது கோள்களின் இடப்பெயர்வுகள்) ஆகியவையும் மையவிலக்கைப் பாதிக்கக்கூடும்.

புறக்கோள்களின் விசித்திரத்தன்மை: அமைதியிலிருந்து உச்சம் வரை

வானியலாளர்கள் புறக்கோள்களை (நமது சூரிய மண்டலத்திற்கு வெளியே உள்ள கோள்கள்) கண்டுபிடிக்கத் தொடங்கியபோது, ​​அவற்றில் பல நமது கோள்களை விட மிகப் பெரிய சுற்றுப்பாதை விலகல்களைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தனர். தங்கள் நட்சத்திரங்களுக்கு மிக அருகில் சுற்றிவரும் சில வாயு ராட்சதர்கள் ("சூடான வியாழன்கள்"), அவற்றின் சுற்றுப்பாதைகளை நிலைப்படுத்தும் ஓத விளைவுகளின் காரணமாக ஏறக்குறைய வட்டமான சுற்றுப்பாதைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் மற்ற பல புறக்கோள்கள் நீள்வட்டமான சுற்றுப்பாதைகளையே வெளிப்படுத்துகின்றன.

அதிக மையவிலகல் பெரும்பாலும் ஒரு “கடினமான” இயக்கவியல் வரலாற்றைக் குறிக்கிறது, எடுத்துக்காட்டாக:
– கோள்களுக்கு இடையேயான வலுவான ஈர்ப்பு இடைவினைகள்,
– இரட்டை நட்சத்திர அமைப்புகளில் உள்ள துணை நட்சத்திரங்களால் ஏற்படும் இடையூறுகள்,
– அல்லது அந்த அமைப்பின் ஆரம்பகால உருவாக்கத்தின் போது கோள்கள் மோதி வெளியேற்றப்படுதல்.

மையவிலக்கு சுற்றுப்பாதைகள் கோளின் சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளையும் மிகவும் தீவிரமாக்குகின்றன: விண்மீனுக்கும் தனக்குமான தூரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், ஒரு சுற்றுப்பாதையின் போது பெறப்படும் வெப்பநிலை மற்றும் கதிர்வீச்சின் தீவிரத்தில் பெரிய மாற்றங்களைத் தூண்டுகின்றன.

வாழத்தகுந்த தன்மையின் மீது மையவிலகலின் தாக்கம்

கோள்களில் உயிரினங்கள் வாழ்வதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் குறித்த ஆய்வில், மையவிலகல் ஒரு முக்கியமான அளவுருவாகும். ஒரு கோளுக்கு அதிக மையவிலகல் இருந்தால், அது பின்வருமாறு இருக்கலாம்:
– அதன் சுற்றுப்பாதையின் ஒரு பகுதியை நட்சத்திரத்திற்கு மிக அருகில் (மிகவும் சூடாக) செலவிடுகிறது,
மேலும் சிலவோ மிகவும் தொலைவில் உள்ளன (மிகவும் குளிராக இருக்கின்றன).

இருப்பினும், உயிரினங்கள் வாழ்வதற்கான தகுதி தூரத்தை மட்டுமே சார்ந்து இருப்பதில்லை. அடர்த்தியான வளிமண்டலம், பெருங்கடல்கள் அல்லது வெப்பச் சுழற்சி அமைப்புகள் வெப்பநிலையை நிலைப்படுத்த உதவக்கூடும். மிதமான புவிமைய விலகல் கொண்ட கோள்களிலும்கூட, திறம்பட வாழக்கூடிய மண்டலம் இருப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் உள்ளன; குறிப்பாக, சராசரி ஆற்றல் உட்கொள்ளல் திரவ நீரைத் தாங்கக்கூடியதாகவும், வளிமண்டலம் வெப்பத்தைப் பரப்பக்கூடியதாகவும் இருந்தால் இது சாத்தியமாகும்.

மறுபுறம், பெரிய புவிமைய விலகல்கள் தீவிரமான காலநிலை மாறுபாடுகளைத் தூண்டவும், வானிலை உறுதியற்ற தன்மையை மோசமாக்கவும், பருவகால முறைகளை மாற்றவும், மேலும் விண்மீனுடனான ஓத இடைவினைகளைப் பாதிக்கவும் கூடும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. இந்த ஓத இடைவினைகள் கோளின் உட்புறத்தை வெப்பப்படுத்தலாம் (ஓத வெப்பமாக்கல்) அல்லது அதன் சுழற்சிப் பரிணாமத்தை விரைவுபடுத்தலாம்.

மைய விலகலை அளவிடுதல்: வானியலாளர்கள் அதை எப்படி அறிந்துகொள்கிறார்கள்?

சூரிய மண்டலத்தில், கோள்களின் நிலைகளை காலப்போக்கில் கண்காணிப்பதன் மூலம் மைய விலகல் மிகவும் துல்லியமாகத் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. புறக்கோள்களைப் பொறுத்தவரை, பொதுவான முறைகளில் பின்வருவன அடங்கும்:
– ஆரத் திசைவேகம்: கோளின் ஈர்ப்பு விசையால் நட்சத்திரத்தில் ஏற்படும் தள்ளாட்டத்தை அளவிடுகிறது; இதன் சமிக்ஞை வளைவின் வடிவம் மைய விலகலை வெளிப்படுத்தக்கூடும்.
– கடப்பு: ஒரு கோள் ஒரு நட்சத்திரத்தின் முன்னால் கடந்து செல்லும்போது, ​​அந்தக் கடப்பின் கால அளவு மற்றும் வடிவம், மற்ற தரவுகளுடன் சேர்ந்து, அதன் சுற்றுப்பாதையின் வடிவத்தைப் பற்றிய குறிப்புகளை அளிக்கக்கூடும்.
– நேர மாறுபாடுகள்: கோள்களுக்கிடையேயான இடைவினைகளால் கடப்பு நேரத்தில் (TTV) ஏற்படும் மாற்றங்கள், மையவிலகல் உள்ளிட்ட சுற்றுப்பாதை அளவுருக்களை வெளிப்படுத்த உதவக்கூடும்.

நாம் எவ்வளவு அதிகமாகத் தரவுகளைச் சேகரிக்கிறோமோ, அந்த அளவிற்கு மையவிலகல் குறித்த நமது மதிப்பீடுகளும், அமைப்பின் இயக்கவியல் பற்றிய நமது புரிதலும் மேம்படும்.

மூடுகிறது

ஒரு கோளின் சுற்றுப்பாதையின் மையவிலகல் என்பது, சுற்றுப்பாதைகள் ஏன் எப்போதும் வட்டமாக இருப்பதில்லை, ஒரு கோளின் நட்சத்திரத்திலிருந்து உள்ள தூரம் ஏன் மாறுகிறது, மற்றும் ஒரு கோளின் வேகம் அதன் சுற்றுப்பாதை முழுவதும் ஏன் சீராக இருப்பதில்லை என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு முக்கியக் கருத்தாகும். சூரிய மண்டலத்தில், கோள்களின் மையவிலகல்கள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாக இருப்பதால், சுற்றுப்பாதை இயக்கவியல் "அமைதியாக"த் தோன்றுகிறது. இருப்பினும், பல புறக்கோள்கள் மிகவும் அதிக மையவிலகல் கொண்ட சுற்றுப்பாதைகளைக் கொண்டுள்ளன. இது, கோள் அமைப்புகளின் பரிணாம வளர்ச்சி மிகவும் சிக்கலானதாகவும், வியத்தகு இடைவினைகள் நிறைந்ததாகவும் இருக்கக்கூடும் என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது.

மையவிலகலைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், நாம் சுற்றுப்பாதைகளின் வடிவவியலை அறிந்துகொள்வதோடு மட்டுமல்லாமல், ஒரு கோள் அமைப்பை வடிவமைக்கும் ஈர்ப்பு "வரலாற்றையும்" அறிந்துகொள்கிறோம். மேலும், சுற்றுப்பாதையின் வடிவம் காலநிலையையும், உயிரினங்கள் வாழ்வதற்கு உகந்த சூழல் உருவாவதற்கான வாய்ப்புகளையும் எவ்வாறு பாதிக்கக்கூடும் என்பதையும் மதிப்பிடுகிறோம்.