行星轨道特征-天文学教程 上册

综合考察和分析行星的轨道根数（见表3-2），可以得出行星轨道有以下四种特征。

1）共面性

行星的轨道面对黄道面的倾角i都不大，除了离太阳最近的水星有较大i值外，其他行星的i值都小于3.5°。更合理的是采用不变平面（垂直于太阳系总角动量矢量的平面）代替黄道面做基准，那么，行星轨道面对不变平面的倾角还要小。可见，行星的轨道面大致在共同的不变平面附近，这一特征称为共面性。而且，太阳的赤道面对黄道面的倾角也不大（7°15′），对不变平面的倾角为5°56′。

2）近圆性

除了水星的轨道偏心率e较大外，其他行星的e值都小于0.1，与正圆的差别不大，这一特征称为近圆性。

3）同向性(www.xing528.com)

地球与其他行星沿轨道运动的方向都相同，而且太阳自转方向也如此，这一特征称为同向性。行星的轨道与自转如图3-14所示。

图3-14　行星的轨道与自转

4）提丢斯-波得定则

1766年，德国中学教师戴维·提丢斯（Johann Daniel Titus）得出，水星、金星、地球、火星、木星、土星的轨道半长径（以1／10 AU计）形成简单的数列：4，4＋20×3，4＋21×3，4＋22×3，4＋24×3，4＋25×3。1781年，柏林天文台长约翰·波得（Johann Elert Bode）加以宣传，进一步总结成经验规律：an（AU）=0.4＋2n-2×0.3（水星n=-∞，金星n=2，地球n=3，火星n=4，木星n=6，土星n=7），因此称为提丢斯-波得定则或波得定律。1871年，赫歇耳发现天王星，其轨道半长径（19.2 AU）与提丢斯-波得定则n=8算出的结果（19.6 AU）接近。于是，激起人们寻找位于火星和木星的轨道之间、对应于n=5的未知行星，结果发现了一些小行星。然而，1846年发现的海王星a为30.2 AU，与提丢斯-波得定则计算结果a9=38.8 AU相差较大。1930年发现的冥王星a=39.5 AU，与提丢斯-波得定则a10=77.2 AU相差更大。后来，提丢斯-波得定则也写成an＋1／an≈1.73及更复杂的形式。