Période orbitale - Définition et Explications

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En astronomie, la période orbitale désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour effectuer une orbite complète. Par exemple, la Terre a une période orbitale de 365,25 jours.

Si cette rotation est par rapport au Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) telle que observée sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), on parle de période synodique (La période synodique d'une planète est le temps mis par cette planète pour revenir à la même...); c'est la période orbitale (En astronomie, la période orbitale désigne la durée mise par un astre (étoile, planète,...) apparente. Si elle est relative au étoiles, on parle de période sidérale; cette dernière est considérée comme la période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour...) réelle de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...).

Il existe d'autres types de périodes orbitales:

  • la période anomalistique est la durée entre deux passages de l'objet à son périastre; selon que ce dernier précesse ou récesse, cette période sera plus courte ou longue que la période sidérale;
  • la période draconitique est la durée entre deux passages de l'objet à son nœud ascendant ou descendant, elle dépendra donc des précessions des deux plans impliqués (l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) de l'objet et le plan de référence, généralement l'écliptique);
  • la période tropique est la durée entre deux passages de l'objet à l'ascension droite (En astronomie, l'ascension droite (a ou α) est un terme associé au système de coordonnées...) zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr,...); à cause de la précession des équinoxes (La précession des équinoxes est le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre.), cette période est légèrement et systématiquement plus courte que la péride sidérale.

Calculs

Corps orbitant de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) négligeable

La période orbitale P\, d'un corps de masse négligeable orbitant autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'un corps central peut se calculer de la façon suivante:

P = 2\pi\sqrt{\frac{a^3}{GM}}

où:

  • a\, est la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) du demi-grand axe de l'orbite,
  • G \, est la constante de gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...),
  • M \, est la masse de l'objet central.

Deux corps

Lorsque l'on tient compte de la masse des deux corps, la période orbitale P\, peut se calculer de la façon suivante:

P = 2\pi\sqrt{\frac{a^3}{G \left(M_1 + M_2\right)}}

où:

  • a\, est la somme des demi-grand axes des ellipses dans lesquelles le centre des corps se déplacent où, de façon équivalente, le demi-grand axe de l'ellipse dans lequel un des corps se déplace dans le repère ayant comme origine l'autre corps (qui est égal à leur distance pour des orbites circulaires),
  • M_1\, et M_2\, sont les masses des corps,
  • G\, est la constante de gravitation.

On peut noter que la période orbitale est indépendante de la taille.

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