الاستطالة (علم الفلك)

الموسوعة الحرة
تُرسم زاوية ε بين خطين مستقيمين من الأرض إلى الشمس، ومن الأرض إلى الكوكب. ويتم توضيح ذلك لمواقع مختلفة على طول مدارات دائرية، سواء للكواكب الأقرب إلى الشمس (حيث تكون الزاوية دائمًا أقل من 90 درجة)، أو للكواكب الخارجية (حيث يمكن أن تتراوح الزاوية من 0 درجة إلى 180 درجة)، مع التمييز بين الجانبين الشرقي والغربي.
يوضح هذا الرسم التخطيطي استطالات مختلفة محتملة (ε)، كل منها يمثل المسافة الزاوية بين الكوكب والشمس من منظور الأرض.

في علم الفلك ، يُعرف استطالة الكوكب بأنه المسافة الزاوية بين الشمس والكوكب، مع اعتبار الأرض نقطة مرجعية . [ 1 ]

أقصى استطالة هي أقصى زاوية فاصلة. وتتنبأ الجداول الفلكية والمواقع الإلكترونية، مثل Heavens-Above ، بموعد ومكان وصول الكواكب إلى أقصى استطالة لها.

في بعض الأحيان قد يشير الاستطالة بدلاً من ذلك إلى المسافة الزاوية للقمر بالنسبة للأرض أو القمر الطبيعي لكوكب آخر من كوكبه المركزي، على سبيل المثال المسافة الزاوية لـ Io من كوكب المشتري .

يحدث التربيع عندما يكون موضع جسم ما (قمر أو كوكب) بحيث يكون استطالته 90 درجة أو 270 درجة؛ أي أن زاوية الجسم-الأرض-الشمس هي 90 درجة.

من الكواكب الداخلية

يحدث أقصى استطالة لكوكب داخلي عندما يكون موقعه في مداره حول الشمس مماسًا للمراقب على الأرض. وبما أن الكوكب الداخلي يقع ضمن نطاق مدار الأرض حول الشمس، فإن رصد استطالته لا يُمثل تحديًا كبيرًا (مقارنةً بالأجرام السماوية البعيدة ، على سبيل المثال). عندما يكون الكوكب في أقصى استطالة له، يبدو في أبعد نقطة عن الشمس عند رؤيته من الأرض، وبالتالي يكون ظهوره في أفضل حالاته عند تلك النقطة.

عندما يُرى كوكب داخلي بعد غروب الشمس ، يكون قريبًا من أقصى استطالة شرقية له . وعندما يُرى قبل شروق الشمس ، يكون قريبًا من أقصى استطالة غربية له . تتراوح زاوية أقصى استطالة (شرقًا أو غربًا) لعطارد بين 18° و28°، بينما تتراوح لكوكب الزهرة بين 45° و47°. وتختلف هذه القيم لأن مدارات الكواكب بيضاوية وليست دائرية تمامًا . ومن العوامل الأخرى التي تُسهم في هذا التباين ميل المدار ، حيث يميل مستوى مدار كل كوكب قليلًا بالنسبة إلى مستوى مرجعي ، مثل مستوى مسار الشمس الظاهري ومستوى المدار الثابت .

أكبر فترة استطالة

تحدث أقصى استطالة للكوكب بشكل دوري، حيث تكون الاستطالة الشرقية أكبر ما يمكن، تليها الاستطالة الغربية، والعكس صحيح . وتعتمد مدة هذه الفترة على السرعة الزاوية النسبية للأرض والكوكب، كما تُرى من الشمس. ويُطلق على الوقت اللازم لإتمام هذه الفترة اسم الفترة الاقترانية للكوكب.

لنفترض أن T هي الفترة (على سبيل المثال، الوقت بين أقصى استطالتين شرقيتين)، وω هي السرعة الزاوية النسبية، وωe هي السرعة الزاوية للأرض، و ωp هي السرعة الزاوية للكوكب.

تي=2πω=2πωص-ωهـ=2π2πتيص-2πتيهـ=11تيص-1تيهـ=تيهـتيهـتيص-1{\displaystyle T={2\pi \over \omega}={2\pi \over \omega _{\mathrm {p} }-\omega _{\mathrm {e} }}={2\pi \over {2\pi \over T_{\mathrm {p} }}-{2\pi \over T_{\mathrm {e} }}}={1 \over {{1 \over T_ {\mathrm {p} }} - {1 \over T_ {\mathrm {e} }}}}= {T_ {\mathrm {e} } \over {T_ {\mathrm {e} } \over T _ {\mathrm {p} }}-1}}

حيث أن Te و Tp هما سنوات الأرض والكوكب (أي فترات الدوران حول الشمس، وتسمى الفترات النجمية ).

على سبيل المثال، تبلغ السنة الفلكية لكوكب الزهرة 225 يومًا، بينما تبلغ السنة الفلكية للأرض 365 يومًا. وبالتالي، فإن الفترة الاقترانية لكوكب الزهرة ، والتي تحدد الفترة الزمنية بين كل استطالتين شرقيتين، تبلغ 584 يومًا؛ وينطبق هذا أيضًا على نظائرها الغربية.

هذه القيم تقريبية، لأن مدارات الكواكب (كما ذُكر سابقًا) ليست دائرية تمامًا أو مستوية . فعندما يكون الكوكب أقرب إلى الشمس، يتحرك بسرعة أكبر مما لو كان أبعد، لذا فإن تحديد تاريخ ووقت أقصى استطالة بدقة يتطلب تحليلًا أكثر تعقيدًا لميكانيكا المدارات.

من الكواكب العليا

تخضع الكواكب الخارجية والكواكب القزمة والكويكبات لدورة مختلفة. فبعد الاقتران ، يستمر استطالة هذه الأجرام في الازدياد حتى تقترب من قيمة قصوى تتجاوز 90 درجة (وهذا مستحيل مع الكواكب الداخلية)، وتُعرف هذه الحالة بالتقابل ، ويمكن اعتبارها أيضًا اقترانًا شمسيًا مركزيًا مع الأرض . وعادةً ما تكون هذه القيمة قريبة جدًا من 180 درجة. فكما يراها مراقب على الكوكب الخارجي عند التقابل، تبدو الأرض وكأنها في اقتران مع الشمس. ومن الناحية الفنية، قد تختلف نقطة التقابل عن وقت ونقطة أقصى استطالة. يُعرَّف التقابل بأنه اللحظة التي يختلف فيها خط الطول الظاهري على مستوى مسار الشمس لأي جرم سماوي عن الشمس (كما يُرى من الأرض) بمقدار 180 درجة؛ وبالتالي، يتجاهل هذا التعريف مدى اختلاف الجرم عن مستوى مدار الأرض. فعلى سبيل المثال، بلوتو ، الذي يميل مداره بشدة عن مستوى مدار الكواكب، تكون استطالته القصوى أقل بكثير من 180 درجة عند التقابل. يوفر مصطلح "الاستطالة الظاهرية القصوى من الشمس" المكون من ست كلمات تعريفًا أكثر اكتمالاً للاستطالة .

تكون جميع الكواكب الخارجية أكثر وضوحًا عند تقابلها مع الأرض، لأنها تكون قريبة منها، أو عند أقرب نقطة لها، وتكون أيضًا فوق الأفق طوال الليل. ويزداد التباين في سطوعها الناتج عن تغيرات استطالتها كلما اقترب مدار الكوكب من مدار الأرض. ويتغير سطوع المريخ بشكل خاص مع استطالته: فقد يصل إلى +1.8 عند اقترانه بالقرب من نقطة الأوج، ولكنه يصل إلى -2.9 عند تقابله النادر والمواتٍ ، أي ما يعادل 75 ضعفًا من أدنى سطوع له. وكلما ابتعدنا عن الأرض، يتناقص الفرق في السطوع المرتبط باختلاف الاستطالة تدريجيًا. عند التقابل، يتراوح سطوع المشتري من الأرض بمقدار 3.3 أضعاف؛ بينما يتراوح سطوع أورانوس - أبعد جرم في النظام الشمسي يمكن رؤيته بالعين المجردة - بمقدار 1.7 ضعف.

بما أن الكويكبات تدور في مدارات لا يزيد حجمها كثيراً عن مدار الأرض، فإن حجمها الظاهري يتفاوت بشكل كبير تبعاً لمدى استطالتها. يمكن رؤية أكثر من اثني عشر جرماً في حزام الكويكبات باستخدام منظار 10×50 عند متوسط ​​التقابل، ولكن من بينها فقط سيريس وفيستا يكونان دائماً أعلى من الحد الأدنى للرؤية بالمنظار وهو +9.5 عندما تكون الأجرام في أسوأ نقاط تقابلها المداري (أصغر استطالة).

من أقمار الكواكب الأخرى

أحيانًا، قد يُشير الاستطالة إلى المسافة الزاوية لقمرٍ تابعٍ لكوكبٍ آخر من كوكبه المركزي، مثل المسافة الزاوية لقمر آيو من كوكب المشتري . وهنا يُمكننا أيضًا الحديث عن أقصى استطالة شرقية وأقصى استطالة غربية . أما في حالة أقمار أورانوس ، فغالبًا ما تتناول الدراسات أقصى استطالة شمالية وأقصى استطالة جنوبية ، نظرًا للميل الشديد لمحور دوران أورانوس.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ تشيشولم، هيو ، محرر (1911). "الاستطالة"  . الموسوعة البريطانية . المجلد  9 (  الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج. ص  298.