혜성의 궤도가 타원형인 이유는 무엇인가요?

Question

혜성은 행성과는 다르게 태양 주위를 타원형의 궤도로 돈다고 알고 있는데, 그 이유는 무엇인가요? 그리고 혜성 중에서 타원형의 궤도로 돌지 않는 행성도 있나요?

느긋한칼새269 · Accepted Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 혜성은 태양계의 행성과는 달리 타원형의 궤도를 따릅니다. 이는 혜성이 태양과의 거리와 속도가 계속 변화하기 때문입니다. 혜성은 태양에 가까워질수록 태양의 영향을 받아서 속도가 증가하고, 멀어질수록 속도가 감소하게 됩니다. 이로 인해 궤도가 타원형으로 변하게 됩니다. 이러한 궤도 형태를 타원형이라고 부릅니다.행성 중에서도 타원형 궤도를 따르는 경우가 있습니다. 예를 들어 수성, 화성, 목성, 그리고 토성 등의 일부 행성은 타원형 궤도를 따릅니다. 그러나 지구, 금성, 그리고 해왕성은 거의 원형에 가까운 궤도를 따릅니다.행성이 타원형 궤도를 따르는 이유는 각 행성의 질량과 태양의 중력, 그리고 행성의 초기 속도와 위치 등이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 이러한 요소들이 궤도 형태를 결정하게 됩니다.

아테나 · Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.속도가 빠르다기 보다는 혜성과 태양 그리고 그 이외의 천체들이 서로 인력에 의해 잡아 당기는 힘들의 합력이 그렇게 정해졌기 때문입니다.즉 우주에 태양, 혜성, 지구만 있다고 한다면 태양과 혜성, 지구는 서로 인력에 의해 묶여 있죠.이런 인력들은 서로 vector적으로 합해져서 total force(합력)을 이룹니다.이렇게 정해진 합력을 태양, 혜성, 지구가 각기 받는 거죠,그리고 이런 합력에 의해서 서로 돌게되는데요(벗어나려는 힘과 끌어당기는 힘의 합으로 원이나 타원이 그려지는데 그 접선 방향으로 움직이게 되죠)

검붉은코뿔소 34 · Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.태양쪽을 중심으로 끌어당기는 구심력과 행성이 원궤도에 가깝게 공전하는 구심력이 일치하지 않기 때문에 타원형으로 돌게 됩니다.구심력과 원심력이 일치해야만 원궤도로 공전할 수 있으며 이런경우는 거의 없다고 합니다.

멋진크낙새45 · Answer

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.혜성의 궤도가 타원형인 이유는 두 가지 주요한 물리적 요인으로 설명될 수 있습니다.중력: 혜성은 태양과 같은 물체의 중력에 영향을 받습니다. 태양의 중력은 혜성을 중심으로 작용하며, 혜성이 태양 주위를 도는 궤도를 형성합니다. 그러나 태양의 중력은 거리에 따라 감소하므로 혜성이 태양에 가까울 때는 태양의 중력이 혜성을 강하게 끌어당기게 되고, 혜성이 태양에서 멀어질수록 태양의 중력이 약해집니다. 이로 인해 혜성의 궤도는 태양에 가까울 때는 더 빠르게 움직이면서 궤도가 더 원형에 가까워지고, 태양에서 멀어질수록 느리게 움직이면서 궤도가 더 타원형 모양을 갖게 됩니다.운동량 보존 법칙: 혜성은 운동량 보존 법칙에 따라 움직입니다. 혜성의 운동량은 질량과 속도의 곱으로 표현되며, 혜성이 운동을 하면 운동량은 변하지 않습니다. 혜성이 태양에 가까워질수록 태양의 중력으로 인해 속도가 증가하고, 멀어질수록 속도가 감소합니다. 따라서 혜성의 궤도는 태양에 가까울 때는 더 높은 속도로 운동하게 되고, 멀어질수록 더 낮은 속도로 운동하게 되므로 궤도가 타원형으로 나타나게 됩니다.이렇게 중력과 운동량 보존 법칙이 상호작용하여 혜성의 궤도가 타원형으로 형성되는 것입니다. 타원의 형태는 혜성과 태양 간의 상대적인 거리에 따라 변하며, 이러한 타원형 궤도를 라플라스 타원(elliptical orbit)이라고도 합니다.

럭스마가린 · Answer

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.원과 타원의 다른점은 중심점의 차이입니다.원은 중심점이 하나지만, 타원은 중심점이 두개입니다.​천문학에서 혜성의 중심점은 별입니다.중력으로 혜성을 끌어당기는거죠중심이 되는 별이 하나면 혜성이 아니라 소행성이나 지구같은 행성이 될 겁니다. 그리고 원운동을 합니다.​그러나 중심점이 두개가 되면(중력이 작용하는 별이 두개) 76년마다 지구를 돌아오는 헬리혜성같이 타원궤도를 그리며 돌게 됩니다.(정확히는 태양계 근처에서만 타원 궤도)​실제로는 중력이 작용하는 주위에 다른 별들과 여러가지 간섭 때문에 차이가 있기도 합니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.혜성이 타원형의 궤도를 따르는 이유는, 태양과의 거리가 계속 변하기 때문입니다. 태양과의 가장 가까운 지점을 페리헬리온(perihelion), 가장 먼 지점을 아페리온(aphelion)이라고 부릅니다. 페리헬리온에서는 태양의 온도와 압력으로 인해 혜성 표면에서 물질이 기체상태로 바뀌고, 그 기체가 태양과 반대 방향으로 나가면서 꼬리가 생기는 현상이 일어납니다. 아페리온에서는 혜성이 태양으로부터 멀어져서, 물질이 고체상태로 변하게 됩니다.행성들도 타원형의 궤도를 따르지만, 혜성보다는 타원의 형태가 더 완만하고 근접한 지점과 멀리 떨어진 지점의 차이가 작습니다. 그러나 행성들도 타원의 형태를 띄고 있으며, 행성들 중에는 더욱 극단적인 타원 궤도를 따르는 행성도 있습니다. 예를 들어 명왕성은 248년에 한 번 완성되는 장기간 타원 궤도를 따릅니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.혜성의 궤도가 타원형인 이유는, 혜성이 태양을 중심으로 공전하는 도중에, 태양과의 거리가 계속 변화하기 때문입니다.혜성은 태양계 밖에서부터 와서, 태양 주변으로 공전하며, 이 때문에 태양과 가장 가까운 지점에서는 매우 빠른 속도로 이동하게 됩니다. 이러한 속도로 이동하면, 태양의 중력이 혜성을 끌어당기면서 궤도가 타원형으로 왜곡됩니다. 반대로, 태양과 가장 멀리 떨어진 지점에서는 혜성의 속도가 가장 느려지게 되고, 이 때도 태양의 중력이 혜성을 끌어당겨 궤도가 타원형으로 왜곡됩니다.따라서, 혜성의 궤도는 태양과의 거리에 따라 변하기 때문에 타원형으로 왜곡된 것입니다. 이렇게 타원형 궤도를 갖는 혜성은 태양과 가까울 때는 빠른 속도로 이동하며, 태양과 멀리 떨어진 지점에서는 느린 속도로 이동하게 되는데, 이러한 궤도 변화 때문에 혜성은 태양 주변을 돌며 일정한 주기로 태양과 가까워지고, 멀어지는 현상을 반복합니다.

작은말벌290 · Answer

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.혜성은 태양을 중심으로 타원형 궤도를 그리며 움직입니다. 이는 뉴턴의 만유인력법칙에 의해 설명될 수 있습니다.뉴턴의 만유인력법칙에 따르면, 두 물체 간의 인력은 그들 사이의 거리와 질량에 의해 결정됩니다. 태양은 매우 큰 질량을 가지고 있으므로, 태양의 중력이 혜성을 중심으로 끌어당기며 혜성은 태양 주변을 곡선형태로 움직입니다.이때 혜성이 움직이는 궤도가 타원형이 되는 이유는, 태양의 질량이 매우 크기 때문에 태양과 혜성 간의 거리가 가장 가까울 때와 멀리 떨어져 있을 때 강한 중력과 약한 중력의 차이가 매우 크기 때문입니다. 따라서 태양을 중심으로 하는 혜성의 궤도는 타원형을 그리게 됩니다.

공정한백로247 · Answer

안녕하세요. 한도리 과학전문가입니다.저도 어릴때 너무 궁금했던 질문입니다.^^혜성은 행성과 달리 기원과 역학으로 인해 태양 주위의 타원형 궤도를 따라 이동합니다.. 혜성의 궤도가 태양에 가까워지면 핵의 얼음이 가열되어 빛나는 코마(흐릿하고 빛나는 대기)와 지구에서 볼 수 있는 꼬리를 만듭니다.혜성은 태양이 가하는 중력 때문에 타원 궤도를 따릅ㄴㄴ다. 혜성이 궤도에서 태양에 가까워질수록 태양의 중력이 더 강해져서 혜성의 속도가 빨라집니다. 이러한 속도 증가로 인해 혜성은 더 긴 타원 궤도로 이동하게 됩니다.

xcute4 · Answer

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.원과 타원의 다른점은 중심점의 차이입니다.원은 중심점이 하나지만, 타원은 중심점이 두개입니다.천문학에서 혜성의 중심점은 별입니다.중력으로 혜성을 끌어당기는거죠중심이 되는 별이 하나면 혜성이 아니라 소행성이나 지구같은 행성이 될 겁니다. 그리고 원운동을 합니다.그러나 중심점이 두개가 되면 76년마다 지구를 돌아오는 헬리혜성같이 타원궤도를 그리며 돌게 됩니다.실제로는 중력이 작용하는 주위에 다른 별들과 여러가지 간섭 때문에 차이가 있기도 합니다.

흰검은꼬리63 · Answer

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.혜성의 궤도는 대부분 행성과 같은 타원 궤도이다. 그러나 때로는 타원이 무한히 길어서 포물선이나 쌍곡선의 형태를 가지기도 한다. 그리고 짧은 타원 궤도를 가지고 도는 혜성이 있는데 이것은 토성이나 목성의 중력에 이끌려 궤도가 작아지기 때문이다.

지구과학·천문우주

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혜성의 궤도가 타원형인 이유는 무엇인가요?