Het verhaal van de baan van de aarde rond de zon

De beweging van de aarde rond de zon was eeuwenlang een mysterie toen zeer vroege hemelwachters probeerden te begrijpen wat er eigenlijk bewoog: de zon aan de hemel of de aarde rond de zon. Het idee van het zonnecentrum werd duizenden jaren geleden afgeleid door de Griekse filosoof Aristarchus van Samos. Het werd niet bewezen totdat de Poolse astronoom Nicolaus Copernicus zijn op de zon gerichte theorieën in de 1500s voorstelde en liet zien hoe planeten rond de zon konden draaien.

De aarde draait rond de zon in een enigszins afgeplatte cirkel die een 'ellips' wordt genoemd. In de geometrie is de ellips een curve die rond twee punten loopt die "foci" worden genoemd. De afstand van het midden tot de langste uiteinden van de ellips wordt de "semi-hoofdas" genoemd, terwijl de afstand tot de afgeplatte "zijkanten" van de ellips de "semi-kleine as" wordt genoemd. De zon staat op één focus van de ellips van elke planeet, wat betekent dat de afstand tussen de zon en elke planeet het hele jaar door varieert. 

De orbitale kenmerken van de aarde

Wanneer de aarde het dichtst bij de zon staat in haar baan, bevindt ze zich in 'perihelium'. Die afstand is 147.166.462 kilometer en de aarde komt er elke 3 januari aan. Dan, op 4 juli van elk jaar, staat de aarde zo ver van de zon af als ooit, op een afstand van 152.171.522 kilometer. Dat punt wordt "aphelion" genoemd. Elke wereld (inclusief kometen en asteroïden) in het zonnestelsel dat voornamelijk rond de zon draait, heeft een periheliumpunt en een aphelion.

Merk op dat voor de aarde het dichtstbijzijnde punt is tijdens de winter op het noordelijk halfrond, terwijl het verste punt de zomer op het noordelijk halfrond is. Hoewel er een kleine toename in zonneverwarming is die onze planeet tijdens zijn baan krijgt, correleert deze niet noodzakelijkerwijs met het perihelium en het afasie. De redenen voor de seizoenen zijn meer te wijten aan de omloop van onze planeet gedurende het hele jaar. Kortom, elk deel van de planeet dat tijdens de jaarlijkse baan naar de zon is gekanteld, zal gedurende die tijd meer worden verwarmd. Terwijl het weg kantelt, is de hoeveelheid warmte minder. Dat draagt ​​meer bij aan de verandering van seizoenen dan de plaats van de aarde in zijn baan.

Nuttige aspecten van de baan van de aarde voor astronomen

De baan van de aarde rond de zon is een maatstaf voor afstand. Astronomen nemen de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon (149.597.691 kilometer) en gebruiken deze als een standaardafstand die de "astronomische eenheid" (of AU in het kort) wordt genoemd. Ze gebruiken dit dan als stenografie voor grotere afstanden in het zonnestelsel. Mars is bijvoorbeeld 1.524 astronomische eenheden. Dat betekent dat het iets meer dan anderhalf keer zo groot is als de afstand tussen de aarde en de zon. Jupiter is 5,2 AU, terwijl Pluto maar liefst 39, 5 AU is. 

De baan van de maan

De baan van de maan is ook elliptisch. Het beweegt elke 27 dagen rond de aarde en vertoont door getijdenvergrendeling ons hier op aarde altijd hetzelfde gezicht. De maan draait niet echt rond de aarde; ze draaien eigenlijk rond een gemeenschappelijk zwaartepunt dat een barycenter wordt genoemd. De complexiteit van de baan Aarde-Maan en hun baan rond de Zon resulteert in de schijnbaar veranderende vorm van de Maan gezien vanaf de Aarde. Deze veranderingen, fasen van de maan genoemd, ondergaan elke 30 dagen een cyclus.

Interessant genoeg beweegt de maan langzaam weg van de aarde. Uiteindelijk zal het zo ver weg zijn dat dergelijke gebeurtenissen als totale zonsverduisteringen niet langer zullen plaatsvinden. De maan zal de zon nog steeds occulteren, maar het lijkt niet de hele zon te blokkeren zoals nu het geval is tijdens een totale zonsverduistering.

De banen van andere planeten

De andere werelden van het zonnestelsel die rond de zon draaien hebben verschillende lengtejaren vanwege hun afstanden. Kwik heeft bijvoorbeeld een baan van slechts 88 aarddagen lang. Venus is 225 aardedagen, terwijl Mars's 687 aardedagen is. Jupiter heeft 11.86 aardejaren nodig om rond de zon te draaien, terwijl Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto respectievelijk 28.45, 84, 164.8 en 248 jaar duren. Deze lange banen weerspiegelen een van de wetten van Johannes Kepler over planetaire banen, die zegt dat de tijd die nodig is om rond de zon te draaien evenredig is aan zijn afstand (zijn semi-hoofdas). De andere wetten die hij bedacht, beschrijven de vorm van de baan en de tijd die elke planeet neemt om elk deel van zijn pad rond de zon te doorkruisen.

Bewerkt en uitgebreid door Carolyn Collins Petersen.