Если посмотреть сверху на эту неизменную плоскость, то Солнечная система представится нам огромным полем с разбросанными по нему кое-где крошечными шариками-планетами.
Все планеты движутся в определенных плоскостях, которые, как уже было сказано, очень близки друг к другу и слабо изменяются с течением времени.
Плоскость вращения Земли вокруг Солнца называется плоскостью эклиптики. Эта плоскость определяет видимый годичный путь Солнца среди звезд, который называется просто эклиптикой. Фактически в гелиоцентрической системе эклиптика – это орбита Земли в своем вращении вокруг Солнца.
В гелиоцентрической системе все планеты движутся против часовой стрелки, если смотреть с севера, или с Запада на Восток. Планеты в своем видимом движении всегда остаются вблизи эклиптики. Однако видимый путь планеты по небу в геоцентрической системе – сложная линия с зигзагами и петлями, в определенные промежутки времени планеты движутся в обратном направлении. Это движение называется ретроградным, о нем подробнее сказано в главе 3, п. 14.
Все особенности видимого движения планет могут быть объяснены, если знать движение планет в пространстве и их расположение. Путь планеты в пространстве вокруг Солнца называется орбитой. Закономерности орбитального движения каждой планеты определяются силами, действующими на эту планету. Главным образом, это силы притяжения со стороны Солнца и других планет.
Если пренебречь притяжением планет друг к другу и рассматривать только притяжение Солнца, то мы получим невозмущенное движение планеты, которое гораздо проще описать, чем реальное, и в то же время достаточно близко к нему.
Особенности и характеристики невозмущенного движения планеты, согласно первому закону Кеплера, следующие: планета движется вокруг Солнца, все время оставаясь в одной плоскости и описывая эллипс, причем Солнце находится в одном из фокусов этого эллипса (F1 на рис. 1). Наиболее близкая точка эллиптической орбиты от Солнца называется перигелием (А), а наиболее удаленная – афелием (В). Эти точки лежат на линии апсид (АВ), которая еще называется большой осью орбиты планеты. Большая полуось орбиты (а = АО) рассматривается как мера среднего расстояния планеты от Солнца. Период обращения планеты (Т) зависит от величины большой полуоси и массы планеты.
Рис. 1. Иллюстрация первого закона Кеплера
Некоторый свет на структуру планетарного мира проливает изучение отношений средних расстояний планет от Солнца. Есть любопытное эмпирическое правило, известное как закон Тициуса-Боде, в соответствии с которым ряд расстояний планет от Солнца может быть образован путем прибавления числа 4 к числам ряда 0, 3, 6, 12, 24 и т.д., каждое последующее число образуется удвоением предыдущего, если расстояние от Земли до Солнца принять равным 10 астрономическим единицам. Расчеты приведены в табл. 1.