Elongasi dan Konfigurasi

Pemanjangan

      Dalam model heliosentris Copernicus orbit planet-planet di lingkaran mengelilingi matahari. Satu mungkin bertanya-tanya bagaimana Copernicus menentukan urutan planet-planet dan ukuran orbit mereka - setelah semua, ia tidak punya manfaat gambar dari pesawat ruang angkasa atau bahkan teleskop. Dia ditentukan dengan mengukur hal-hal perpanjangan. Pemanjangan adalah sudut antara matahari dan sebuah planet seperti yang terlihat oleh pengamat di bumi. Bayangkan bahwa Anda bisa melihat Venus dan matahari pada saat yang sama. Untuk mengukur perpanjangan Venus, Anda bisa memegang selembar kertas sehingga tepi rata adalah sejalan dengan dua benda. Kemudian Anda akan menarik garis menunjuk ke Venus dan garis menunjuk ke matahari. Mengukur sudut antara dua garis memberi Anda pemanjangan Venus. (Melihat langsung ke matahari tidak dianjurkan!)
Sebagai contoh, jika matahari dan planet berada pada titik yang sama maka perpanjangan adalah 0 °. Jika sebuah planet berada pada titik yang berlawanan di langit dari matahari, ia memiliki pemanjangan 180 °. Namun, beberapa planet tidak akan pernah memiliki seperti sebuah perpanjangan. Untuk melihat mengapa, kita perlu mempertimbangkan perbedaan antara planet-planet inferior dan planet superior.
Jika kita bisa melihat ke bawah di tata surya dari titik yang jauh di ruang angkasa kita akan melihat bahwa beberapa planet yang lebih dekat ke matahari dari bumi, dan beberapa jauh. Orang-orang yang lebih dekat disebut planet inferior. Orang-orang yang jauh disebut planet unggul. Juga mencatat bahwa dari perspektif ini, pemanjangan adalah sudut antara matahari, bumi, dan planet. Lihat Gambar 2.

Gambar 2: Planet Inferior dan Superior

Elongasi untuk Planet Inferior

Elongasi untuk Planet yang Unggul

Gambar 3: Pemanjangan Konfigurasi dari Planet Inferior

Planet inferior Konfigurasi

Melihat Gambar 3 Anda harus dapat melihat mengapa sebuah planet yang lebih rendah tidak dapat memiliki perpanjangan dari 180 °. Jika tidak, itu berarti planet ini lebih jauh dari matahari dibandingkan bumi. Sebaliknya, untuk planet rendah ada batas disebut elongasi terbesar. Ini adalah sudut maksimum yang pernah terjadi antara matahari dan planet yang lebih rendah, dan itu tergantung pada jarak planet dari matahari. Mengamati bahwa planet tidak pernah memiliki pemanjangan 180 ° berarti bahwa ia harus menjadi planet rendah, dan ini adalah bagaimana Copernicus tahu bahwa Venus dan Merkurius lebih dekat ke matahari daripada bumi. Selanjutnya, dengan menggunakan geometri Copernicus mampu menentukan jarak planet-planet dari matahari berdasarkan elongations mereka yang terbesar. (Lihat halaman canggih untuk lebih detail.)
Perhatikan bahwa ada dua titik di mana sebuah planet inferior di elongasi terbesar. Kami membedakan ini dengan mengamati apakah planet ini adalah barat atau timur matahari pada waktu itu. Juga dicatat bahwa ada dua konfigurasi yang berbeda di mana sebuah planet rendah memiliki pemanjangan 0 °, dan ini diberi nama yang berbeda. Ketika planet ini antara matahari dan bumi, kita mengatakan itu adalah di bersama rendah. Ketika planet ini di sisi lain matahari seperti yang terlihat dari bumi, itu adalah di bersama unggul. (Terminologi ini dapat membingungkan karena kata-kata inferior dan superior keduanya digunakan untuk menggambarkan jenis planet serta perpanjangan konfigurasi - yang mengapa sebuah planet rendah dapat di hubungannya unggul.)

Gambar 4: Pemanjangan Konfigurasi dari Planet yang Unggul

Planet superior Konfigurasi

Tidak seperti planet rendah, planet unggul dapat memiliki nilai elongasi antara 0 ° dan 180 °. Ketika sebuah planet yang unggul memiliki pemanjangan 0 °, kita mengatakan itu pada hubungannya (karena hanya ada satu jenis planet bersama untuk unggul, kita tidak perlu menggunakan istilah bersama superior). Perpanjangan dari 180 ° disebut oposisi, karena matahari dan planet berada pada sisi berlawanan dari bumi. Lain konfigurasi khusus untuk planet superior adalah kuadratur, yang terjadi ketika planet ini memiliki pemanjangan 90 °. Seperti dengan elongasi terbesar, kita dapat menentukan bahwa planet berada pada timur kuadratur atau di kuadratur barat.
Jadi, jika sebuah planet pernah mencapai oposisi kita tahu itu harus menjadi planet unggul. Ini adalah bagaimana Copernicus memutuskan Mars, Jupiter, dan Saturnus lebih jauh dari matahari dibandingkan bumi. (The planet Uranus, Neptunus, dan Pluto ditemukan pada 1781, 1846, dan 1930, masing-masing, sehingga Copernicus tak pernah tahu tentang mereka.) Ukuran orbit sebuah planet unggul juga dapat ditentukan dari pengukuran elongasi. (Lihat halaman canggih untuk lebih detail.)

Periode sidereal dan synodic

Dengan mengamati elongations dari planet Copernicus bisa mengetahui seberapa jauh masing-masing planet dari matahari. Namun, ia masih perlu tahu berapa lama diperlukan untuk setiap planet mengorbit matahari. Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan orbit disebut periode sidereal. Jika kita berada pada titik yang tetap dalam ruang dan punya cukup waktu, semua kita perlu lakukan adalah untuk memulai stop watch dan mencatat berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk sebuah planet untuk kembali ke posisi yang sama seperti ketika kita mulai.
Untuk manusia di bumi, hal ini tidak praktis. Pertama, planet dapat mengambil waktu yang lama untuk menyelesaikan orbitnya (misalnya, periode sidereal Saturnus adalah lebih dari 29 tahun). Namun faktor yang lebih penting adalah bahwa bumi mengorbit matahari bersama dengan planet lain. Kami tidak memiliki kerangka acuan yang tetap, sehingga mustahil untuk mengukur periode sidereal langsung.
Untungnya, elongasi menyediakan cara tidak langsung untuk menghitung periode sidereal. Apa yang perlu kita lakukan adalah mengukur periode synodic. Periode synodic adalah waktu yang diperlukan untuk planet untuk membuat siklus lengkap dari konfigurasi perpanjangan. Sebagai contoh, kita dapat mengukur periode synodic Mars dengan merekam waktu yang dibutuhkan untuk Mars untuk pergi dari satu oposisi ke oposisi berikutnya. Untuk Venus, kita bisa merekam waktu yang dibutuhkan untuk memulai di dan kemudian kembali ke terbesar elongasi barat. Tidak peduli yang konfigurasi elongasi kita pilih - semua yang penting adalah waktu yang dibutuhkan untuk kembali ke konfigurasi perpanjangan yang sama.
Copernicus mampu menunjukkan bahwa periode synodic dari sebuah planet (S), periode sidereal dari planet (P), dan periode sidereal bumi (E) terkait dengan salah satu dari rumus berikut:

Periode sidereal Bumi telah lama dikenal menjadi sekitar 365,25 hari. Jadi rumus di atas marilah kita menghitung periode sidereal dari planet manapun dengan mengukur periode synodic nya.
Sumber  :  http://astro.unl.edu/naap/ssm/modeling2.html