Desde el siglo XVI, cuando Nicolaus Copernicus demostró que la Tierra giraba alrededor del Sol, los científicos han trabajado incansablemente para comprender la relación en términos matemáticos. Si este brillante cuerpo celeste, del cual dependen las estaciones, el ciclo diurno y toda la vida en la Tierra, no gira a nuestro alrededor, entonces, ¿cuál es exactamente la naturaleza de nuestra órbita a su alrededor?
Durante varios siglos, los astrónomos han aplicado el método científico para responder a esta pregunta, y han determinado que la órbita de la Tierra alrededor del Sol tiene muchas características fascinantes. Y lo que han encontrado nos ha ayudado a comprender por qué medimos el tiempo de la manera en que lo hacemos.
Características orbitales:
En primer lugar, la velocidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol es de 108,000 km / h, lo que significa que nuestro planeta recorre 940 millones de kilómetros durante una sola órbita. La Tierra completa una órbita cada 365.242199 días solares medios, un hecho que explica en gran medida por qué se necesita un día calendario adicional cada cuatro años (también conocido como durante un año bisiesto).
La distancia del planeta al Sol varía a medida que orbita. De hecho, la Tierra nunca está a la misma distancia del Sol día a día. Cuando la Tierra está más cerca del Sol, se dice que está en el perihelio. Esto ocurre alrededor del 3 de enero de cada año, cuando la Tierra está a una distancia de aproximadamente 147,098,074 km.
La distancia promedio de la Tierra al Sol es de aproximadamente 149,6 millones de kilómetros, lo que también se conoce como una unidad astronómica (UA). Cuando está en su mayor distancia del Sol, se dice que la Tierra se encuentra en un afelio, lo que ocurre alrededor del 4 de julio, donde la Tierra alcanza una distancia de aproximadamente 152,097,701 km.
Y aquellos de ustedes en el hemisferio norte notarán que el clima "cálido" o "frío" no coincide con lo cerca que está la Tierra del Sol. Eso está determinado por la inclinación axial (ver más abajo).
Órbita elíptica:
Luego, está la naturaleza de la órbita de la Tierra. En lugar de ser un círculo perfecto, la Tierra se mueve alrededor del Sol en un patrón circular u ovalado extendido. Esto es lo que se conoce como órbita "elíptica". Este patrón orbital fue descrito por primera vez por Johannes Kepler, un matemático y astrónomo alemán, en su trabajo seminal. Astronomia nova (Nueva astronomía).
Después de medir las órbitas de la Tierra y Marte, notó que a veces, las órbitas de ambos planetas parecían acelerarse o desacelerarse. Esto coincidió directamente con el afelio y el perihelio de los planetas, lo que significa que la distancia de los planetas al Sol guardaba una relación directa con la velocidad de sus órbitas. También significaba que tanto la Tierra como Marte no orbitaban al Sol en patrones perfectamente circulares.
Al describir la naturaleza de las órbitas elípticas, los científicos utilizan un factor conocido como "excentricidad", que se expresa en forma de un número entre cero y uno. Si la excentricidad de un planeta es cercana a cero, entonces la elipse es casi un círculo. Si está cerca de uno, la elipse es larga y delgada.
La órbita de la Tierra tiene una excentricidad de menos de 0.02, lo que significa que está muy cerca de ser circular. Es por eso que la diferencia entre la distancia de la Tierra al Sol en el perihelio y el afelio es muy pequeña: menos de 5 millones de km.
Cambio estacional:
En tercer lugar, está el papel que juega la órbita de la Tierra en las estaciones, a lo que nos referimos anteriormente. Las cuatro estaciones están determinadas por el hecho de que la Tierra está inclinada 23.4 ° sobre su eje vertical, lo que se conoce como "inclinación axial". Esta peculiaridad en nuestra órbita determina los solsticios (el punto en la órbita de inclinación axial máxima hacia o lejos del Sol) y los equinoccios, cuando la dirección de la inclinación y la dirección hacia el Sol son perpendiculares.
En resumen, cuando el hemisferio norte se inclina lejos del Sol, experimenta el invierno, mientras que el hemisferio sur experimenta el verano. Seis meses después, cuando el hemisferio norte se inclina hacia el Sol, el orden estacional se invierte.
En el hemisferio norte, el solsticio de invierno ocurre alrededor del 21 de diciembre, el solsticio de verano está cerca del 21 de junio, el equinoccio de primavera es alrededor del 20 de marzo y el equinoccio de otoño es aproximadamente el 23 de septiembre. La inclinación axial en el hemisferio sur es exactamente lo contrario de la dirección en el hemisferio norte. Por lo tanto, los efectos estacionales en el sur se invierten.
Si bien es cierto que la Tierra tiene un perihelio, o punto en el que está más cerca del sol, y un afelio, su punto más alejado del Sol, la diferencia entre estas distancias es demasiado mínima para tener un impacto significativo en las estaciones de la Tierra. y clima.
Puntos Lagrange:
Otra característica interesante de la órbita de la Tierra alrededor del Sol tiene que ver con los Puntos Lagrange. Estas son las cinco posiciones en la configuración orbital de la Tierra alrededor del Sol, donde el tirón gravitacional combinado de la Tierra y el Sol proporciona precisamente la fuerza centrípeta requerida para orbitar con ellos.
Los cinco puntos de Lagrange entre la Tierra están etiquetados (algo poco imaginativos) L1 a L5. L1, L2 y L3 se sientan a lo largo de una línea recta que atraviesa la Tierra y el Sol. L1 se encuentra entre ellos, L3 está en el lado opuesto del Sol de la Tierra, y L2 está en el lado opuesto de la Tierra de L1. Estos tres puntos de Lagrange son inestables, lo que significa que un satélite colocado en cualquiera de ellos se moverá fuera de curso si se molesta en lo más mínimo.
Los puntos L4 y L5 se encuentran en las puntas de los dos triángulos equiláteros donde el Sol y la Tierra constituyen los dos puntos más bajos. Estos puntos se encuentran a lo largo de la órbita de la Tierra, con L4 60 ° detrás y L5 60 ° adelante. Estos dos puntos de Lagrange son estables, de ahí que sean destinos populares para satélites y telescopios espaciales.
El estudio de la órbita de la Tierra alrededor del Sol también ha enseñado a los científicos mucho sobre otros planetas. Saber dónde se encuentra un planeta en relación con su estrella madre, su período orbital, su inclinación axial y una serie de otros factores son fundamentales para determinar si la vida puede existir o no en uno, y si algún día los seres humanos podrían o no vivir. allí.
Hemos escrito muchos artículos interesantes sobre la órbita de la Tierra aquí en la revista Space. Aquí hay 10 datos interesantes sobre la Tierra, ¿qué tan lejos está la Tierra del Sol? ¿Cuál es la rotación de la Tierra? ¿Por qué hay estaciones? ¿Cuál es la inclinación axial de la Tierra?
Para obtener más información, consulte este artículo en NASA- El artículo de Window to the Universe sobre órbitas elípticas o consulte la Tierra de la NASA: Descripción general.
Astronomy Cast también espidoes que son relevantes para el tema. Aquí está el programa BQuestions Show: agujeros negros negros, desequilibrio de la Tierra y contaminación del espacio.
Fuentes:
- Wikipedia - La órbita de la tierra
- NASA: Ventanas al Universo - La órbita de la Tierra
- NASA: Pregúntale a un astrofísico: velocidad de la rotación de la Tierra
