수성의 운동 및 궤도

수성의 운동&궤도

 

공전

수성은 모든 행성의 중궤도입니다. 이심률이 가장 큰 것은 0.20563，태양과의 거리는 4600만~7000만㎞입니다. 87.969 지구일 주기로 태양을 온전히 공전합니다. 오른쪽 수성 궤도도는 같은 반 길이의 축을 가진 원형 궤도를 겹쳐서 궤도 이심률의 영향을 나타냅니다. 5일 간격으로 표시된 것은 근일점에서 비교적 큰 거리를 보여줘 높은 궤도속도를 나타냅니다. 공의 크기는 그것들과 태양의 거리와 반비례하여 일심 거리의 변화를 설명합니다. 태양까지의 거리의 변화, 결합 행성이 자전축의 자전 궤도를 공명하여 표면 온도의 복잡한 변화를 초래합니다. 이 공진은 1개의 수성일의 길이를 수성의 2년 또는 대략 176개의 지구일로 만들었습니다. 수성의 궤도평면은 지구의 궤도평면(황도)에 7도 기울어져 오른쪽 그림에 나타납니다. 수성은 태양의 일면통과 전방에서 수성이 황도평면을 지날 때 지구와 태양 사이에 있을 때만 발생합니다.

 

평균적으로 약 7년에 한 번꼴로 발생합니다. 수성의 회전각은 거의 0이고 측정값은 0.027도보다 작습니다. 이는 목성보다 훨씬 작은 것으로, 전축경사각에서 두 번째로 작은 행성으로, 수치는 3.1도입니다. 이는 수성의 극점에 있는 관측자의 태양 중심점 높이가 지평선 위 2.1각분보다 결코 높지 않다는 것을 의미합니다.

수성의 표면에 있는 어떤 점들은 관측자가 볼 수 있습니다. 해가 반쯤 올라갔을 때 일몰을 되돌려 다시 일출하게 됩니다. 모든 지점에서 이것은 같은 수성일에 발생합니다. 이는 근일점 전 대략 4개의 지구일 때, 수성 궤도의 각속도는 거의 그 자전속도와 같기 때문에 태양의 시운동이 정체되기 때문입니다. 근일점에서는 수성의 각속도가 수성의 자전각속도를 능가합니다. 따라서 수성에 있다고 가정하는 관측자에게는 태양의 역주행이 뚜렷하게 나타날 수 있습니다. 근일점을 통과한 지 4일 만에 이 지점에서 관측된 태양시운동이 정상으로 돌아왔습니다.

수성과 지구의 거리는 7730만㎞까지 근접할 수 있지만 서기 28622년까지는 8000만㎞ 이내로 접근하지 못하며, 서기 2679년에는 8210만㎞, 서기 4487년에는 8200만㎞입니다. 지구에서 볼 수 있는 역주행 기간은 내합 전후 8~15일 정도입니다. 따라서 이렇게 큰 차이가 나는 것은 전적으로 큰 이심률을 가지고 있기 때문입니다.

자전

1889년 이탈리아의 천문학자 조반니 스키아입니다패럴리 경과관수성의 자전 기간과 공전 기간은 모두 88일로 추정했습니다. 수성은 여러 해 동안 태양과 같은 조석으로 고정되어 있으며, 궤도 공전마다 같은 면으로 태양을 향하고 있습니다. 마치 달이 항상 같은 면으로 지구를 향하고 있는 것처럼 생각됩니다. 1965년 레이더 관측에서 미국 천문학자들은 수성의 자전 주기가 58.646일이라고 측정했습니다. 수성은 3:2의 자전 궤도로 공명하고 태양을 2번 회전할 때마다 3번씩 자전합니다. 또한 수성 궤도의 높은 이심률은 이 공명을 안정시킵니다. 근일점에서는 태양의 조석력이 가장 강하고 태양도 가장 수성과 가까운 하늘에서 차분하게 나타났습니다.

처음에 천문학자들은 그것을 생각했습니다. 측정한 위치에 있을 때, 거의 항상 3:2 공명된 같은 위치에 있기 때문에 동일한 모습을 나타냅니다. 이는 수성의 공전 주기가 지구 합류 주기의 절반과 일치하기 때문이기도 합니다. 수성의 3:2 스핀 궤도 공명 때문에 1태양일(태양이 중천을 두 번 지나는 시간 간격) 약 176지구일입니다. 일항성일(자전주기)은 지구일 약 59일입니다.

수성의 궤도의 이심률은 수백만 년 동안 다른 행성들의 섭동에 의해 0(원형)에 가까운 것에서 0.45가 넘는 것 사이에서 변동됩니다. 이는 수성의 3:2 스핀 궤도 공명(더 흔한 1:1이 아닌)을 설명할 수 있다고 여겨집니다. 왜냐하면 이 상태는 높은 이심률 궤도의 시기에 발생할 수 있기 때문입니다. 수치 시뮬레이션은 미래의 장기 궤도 공명, 목성과의 상호작용으로 근일점 거리의 증가를 나타냅니다. 향후 50억 년 내에 1%의 확률로 금성과 충돌할 수 있습니다.

근일점 진동

1859년, 프랑스의 수학가와 천문학자 오번 우르바(Urbain Jean Joseph Le Verrier)는 수성이 태양을 둘러싸고 있는 궤도가 뉴턴역학과 기존에 알려진 행성들의 섭동으로 완만하게 설명되지 않는 완만한 진동을 보이고 있음을 보고합니다. 그는 "또 다른 행성(또는 일련의 더 작은 천체)이 수성보다 태양에 더 가까운 궤도에 있다"는 말로 이들 섭동(다른 설명은 태양이 약간 납작하게 보이는 것을 포함한다)을 다룰 것을 제안했습니다. 천왕성의 궤도를 교란하여 해왕성을 발견하는 데 성공하여 천문학자들은 이 해석에 자신감을 갖게 되었고, 이 가설의 행성은 축융성이라고 명명되었지만 끝내 발견하지 못했습니다.

수성은 지구의 최근과 비교됩니다. 점진동은 매 세기 56입니다00 아크 초입니다 (1.5)556도), 혹은 관성 ICFR에 비해 매 세기 574.10±0.65각초. 그러나 뉴턴 역학은 다른 행성으로부터의 모든 영향을 고려해 5557각초(1.5436도)의 진동을 예측했습니다. 20세기 초반 아인슈타인의 광의상대성이론은 관측된 진동을 설명합니다. 수성 근일점의 상대론적 진동이 매 세기 42.98각초입니다. 마침 전까지는 부족했습니다. 그러나 1200만 번의 공전을 거치고도 여전히 약간의 과잉이 있습니다. 다른 행성들도 비슷하지만 영향은 훨씬 적습니다. 금성은 매 세기 8.62각초, 지구는 3.84각초, 화성은 1.35각초, 이카로스(1566 Icarus)는 10.05각초입니다.