PROFILPELAJAR.COM

Орбіта планети навколо Сонця (3), її перигелій (2) та афелій (1)

Афе́лій або апоге́лій (грец. αφ від απο — вдалині та ηλιος — Сонце) — найвіддаленіша від центра Сонця точка еліптичної орбіти планети, комети або іншого небесного тіла, що рухається навколо Сонця. Афелій є окремим випадком апоцентру для орбіти тіла, що рухається навколо Сонця. Антонимом афелія є перигелій — найближча до Сонця точка орбіти. Уявну лінію між афелієм та перигелієм називають лінією апсид.

Земля проходить свій афелій між 3 і 7 липня. Тобто вона знаходиться на найбільшій відстані від Сонця тоді, коли в північній півкулі літо, а в південній - зима. (Причиною зміни сезонів є не еліптичність земної орбіти, а нахил земної осі і повʼязана з цим зміна висоти Сонця над горизонтом.)

Походження назви

Кеплер у своїх роботах назвав найдальшу і найближчу до Сонця точки орбіти апогелій і перигелій. Однак, в міру перевидань і перекладів накопичувалися помилки та друкарські помилки та помилкові переклади. Так зі слова apohelium випала буква o, і воно перетворилося на aphelium (афелій)^[1].

Основні формули

Афелій орбіти розраховується за формулою $r_{\mathrm {af} }=(1+e)a,$ де

a

— велика піввісь;

е

— ексцентриситет орбіти.

Лінійна швидкість планети в афелії розраховується за формулою

$v_{\mathrm {af} }={\sqrt {\frac {GM_{\odot }(1-e)}{a(1+e)}}},$ де

G

— гравитаційна стала;

M_{\odot }

— маса Сонця;

a

— велика піввісь;

е

— ексцентриситет орбіти.

Кутова швидкість планети в афелії щодо Сонця, виражена в радіанах за секунду, розраховується за формулою

${\dot {\varphi }}_{\mathrm {af} }={\frac {v_{\mathrm {af} }}{r_{\mathrm {af} }}}={\sqrt {\frac {GM_{\odot }(1-e)}{a^{3}(1+e)^{3}}}}.$

І лінійна, і кутова швидкість в афелії досягають свого мінімуму, тоді як у перигелії вони максимальні.

Афелій Землі

В афелії відстань від Сонця до барицентру системи Земля—Місяць у середньому становить 152 098 233 кілометри (на епоху J2000.0). Земля проходить афелій між 3 і 7 липня (через пару тижнів після літнього сонцестояння, хоча це випадковий збіг)^[2]. Зміна дати проходження афелію та коливання афелійної відстані обумовлені збуреннями від Місяця та (меншою мірою) від планет. На них накладається також періодичне зміщення календарного моменту проходження афелію в межах однієї доби, обумовлене високосним циклом. Довгота барицентру системи Земля—Місяць в афелії на епоху J2000.0 становила −77,06231807° (довгота перигелію мінус 180°) і вона збільшувалася зі швидкістю 0,32327364° за юліанське століття^[3]. Ексцентриситет земної орбіти протягом останніх століть зазнає поступового зменшення (зі швидкістю −0,00004392 за юліанське століття)^[3], і орбіта наближається до кругової. Хоча велика піввісь орбіти при цьому зростає (5,62×10⁻⁶ а.о. за юліанське століття), цей приріст відносно повільніший, тому афелій, який дорівнює $(1+e)a,$ поступово зменшується на 38,3×10⁻⁶ а.о.(5,73 тис. км) за юліанське століття. Ці зміни є частиною набагато триваліших, з характерним часом у десятки тисячоліть, періодичних змін елементів орбіти Землі^[3].

У таблиці вказані моменти проходження афелію Землею на 2010—2029 роки та відстань від Сонця у ці моменти, обчислені в межах моделі JPL DE405^[en]^[4].

Рік	Дата	Час (UTC)	Відстань (а.о.)	Відхилення від середнього афелію (км)
2010	6 липня	11:30	1,0167020	−1246
2011	4 липня	14:54	1,0167404	4501
2012	5 липня	03:32	1,0166751	−5270
2013	5 липня	14:44	1,0167085	−268
2014	4 липня	00:13	1,0166816	−4287
2015	6 липня	19:40	1,0166821	−4214
2016	4 липня	16:24	1,0167509	6080
2017	3 липня	20:11	1,0166756	−5190
2018	6 липня	16:47	1,0166961	−2129
2019	4 липня	22:11	1,0167543	6590
2020	4 липня	11:35	1,0166943	−2399
2021	5 липня	22:27	1,0167292	2832
2022	4 липня	07:11	1,0167154	760
2023	6 липня	20:07	1,0166806	−4444
2024	5 липня	05:06	1,0167255	2273
2025	3 липня	19:55	1,0166437	−9957
2026	6 липня	17:31	1,0166440	−9920
2027	5 липня	05:06	1,0167289	2786
2028	3 липня	22:18	1,0166798	−4566
2029	6 липня	05:12	1,0167127	362