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Animación de Randy Russell (miembro del equipo de Ventanas al Universo).
Excentricidad de una órbita
La mayoría de los objetos en órbitas se desplazan a lo largo de una trayectoria elíptica . Una elipse es una forma que puede ser vista como un cículo u óvalo "estirado hacia afuera". Una elipse en muy larga y delgada, también puede ser bastante redonda -casi un círculo. Para describir cuán circular (o no) es una elipse, los matemáticos y astrónomos usan medición llamada, "excentricidad".
Una elipse con pequeña excentricidad, como 0.1 ó 0.2, es casi un círculo perfecto. Una elipse larga y delgada puede tener una excentricidad de 0.8 ó 0.9. La excentricidad de una elipse ha de ser siempre menor a 1, pero puede estar bastante aproximada a 1 - como 0.99, 0.999, ¡y hasta mayor!
Un círculo tiene una excentricidad de cero. Un círculo se considera un tipo de elipse especial, al igual que un cuadrado se considera un tipo especial de rectángulo.
La excentricidad de la órbita de la Tierra es muy pequeña, de manera que la órbita es practicamente circular. El excentricidad de la órbita de la Tierra tiene sólo 0.0167. De alguna manera, Marte tiene una mayor excentricidad de óbita de 0.0935. Las órbitas de Mercurio y Plutón tienen las más grande excentricidad de las órbitas planetarias de nuestro sistema solar ; Mercurio tiene 0.2056, y Plutón, 0.2488. Por lo general, los cometas tienen órbitas de excentricidad extrema. Por ejemplo, el cometa Halley, ¡tiene una excentricidad de órbita de 0.967!
Cuando un objeto sigue una trayectoria elíptica al girar alrededor de un objeto más grande, el cuerpo de mayor tamaño no se encuentra en el centro de la elipse. En cambio, el punto central del cuerpo llamado focus de la elipse se encuentra desalineado del centro. Mientras mayor sea la excentricidad, más descuadrado estará el focus del centro. Esto significa que durante la trayectoria de una órbita, los objetos que orbitan se acercan o alejan más del cuerpo central. El punto cercano de una órbita alrededor del Sol se llama, perihelio; y el punto lejano se llama, afelio. Una mayor cantidad de órbitas excentricas conllevan a mayores diferencias en las distancias del perihelio y afelio. La Tierra se encuentra sólo 3% más lejos del afelio del Sol que del periherlio, mientras que la distancia del afelio de Plutón con respecto al Sol es 66% mayor a la distancia del perihelio.
La fuerza de gravedad indica que un pequeño cuerpo que se mueve en presencia de un cuerpo más masivo (como un planeta, asteroide, ó cometa que orbitan alrededor del Sol; ó satélite que orbita a la Tierra) seguirá una trayectoria con una forma llamada, "sección cónica". Imagina cortar en varios ángulos, a un cono tridimensional con un plano bidimensional; los "pedazos" resultantes son secciones cónicas. Círculos y elipses son secciones cónicas, al igual que las parábolas y las hipérbolas. Un círculo tiene una excentricidad de cero. Una elipse tiene una excentricidad que oscila entre cero y 1. Una parábola tiene una excentricidad de 1 exacto, mientras que las hipérbolas tienen excentricidades mayor a 1. Las trayectorias parabólicas e hiperbólicas no son órbitas, son resultante del pasaje cercano de un cuerpo dominante, mientras que las órbitas son resultante de repetidos acercamientos. Algunos cometas (como el cometa Halley) siguen una órbita elíptica la cual les acerca una y otra vez, hacia el sistema solar interno; aunque algunas veces después de largos intervalos (75 años para el cometa halley). Otros cometas se encuentran en órbitas hiperbólcas, y visitan al sistema solar interno sólo una vez antes de desplazarse hacia el espacio interplanetario y a no volver nunca más.
