Av Kimberly Turtenwald, uppdaterad 24 mars 2022
Digital Vision./DigitalVision/GettyImages
Medan de flesta vet att planeterna i jordens solsystem färdas i banor som producerar dagar, år och årstider, förstår färre krafterna som håller dem bundna till solen. Två grundläggande krafter – gravitation och tröghet – samverkar för att upprätthålla planetarisk rörelse.
Tyngdkraften är den dominerande kraften som styr planetariska banor. Varje planet utövar sin egen gravitationskraft, bestäms av dess massa och hastighet, men solens gravitation fastställer den övergripande omloppsdynamiken. Solens dragkraft är tillräckligt stark för att attrahera planeterna men ändå tillräckligt svag för att hindra dem från att spiralera inåt. Denna balans speglar jordens inflytande på månen och konstgjorda satelliter. Planeternas jämförelsevis svagare gravitation hjälper också till att förhindra dem från att falla mot solen.
Gravitationskraften uttrycks som:
F =G m1 m2 / r 2
Här, m 1 och m 2 är massorna av de två samverkande kropparna, G är den universella gravitationskonstanten och r är avståndet mellan dem. Ekvationen visar att större massor ökar kraften, medan större avstånd minskar den. Om planeterna var större skulle attraktionen från solen och planeten vara starkare och förändra deras banor. På samma sätt är avstånd en nyckelfaktor för att etablera omloppsbanor.
Tröghet, den fysiska lagen som säger att föremål i rörelse tenderar att stanna i rörelse, spelar också en avgörande roll. Enligt Eric Christian från NASA bildades solsystemet från ett snurrande gasmoln som satte planeterna i rörelse från starten. Väl i rörelse förblir planeterna så på grund av tröghet, och bibehåller en konstant omloppshastighet.
Tyngdkraften och trögheten samverkar för att skapa stabila banor. Medan gravitationen drar solen och planeterna mot varandra, motstår trögheten förändringar i deras hastighet, och håller dem i rörelse i raka linjer. Samspelet mellan dessa krafter resulterar i de välbekanta elliptiska banorna – en kompromiss mellan solens dragkraft och planeternas tröghet.
En planets hastighet påverkar avsevärt dess omloppsbanas form. För att stanna i omloppsbana istället för att falla in i solen måste en planet färdas tillräckligt snabbt för att hålla ett visst avstånd. Högre hastigheter driver en planet längre från solen, och alltför höga hastigheter kan förlänga omloppsbanan, vilket gör den mer elliptisk. Icke desto mindre rör sig ingen planet i vårt solsystem tillräckligt snabbt för att undkomma solens gravitationsgrepp.
