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對於許多兒童來說，一個受歡迎的科學項目包括製作太陽系的立體模型，用彩繪的泡沫塑料球製作行星，用金屬絲製作軌道路徑。時至今日，當大多數成年人想到太陽系時，他們會想像出一組同心圓環，最大的圓環上有最遠的行星，而太陽恰好位於中心。
雖然這有助於項目的整潔，但它實際上並不正確。太陽系行星(以及太空中絕大多數行星)的軌道實際上是橢圓形，而不是圓形的。可是，由於軌道是基於重力，慣性和質量的重複模式，它們怎麼可能不是一個完美的圓呢？
四種可能的行星軌道
軌道背後的基礎科學是，兩個有質量的天體會相互產生引力，從而影響它們在太空中的運動。這是天體物理學的基本原理。我們通常看到的軌道有一個大的天體和一個小得多的天體，所以大的天體看起來相對靜止，而較小的天體繞軌道運行。要了解軌道，你還需要考慮兩個天體帶入系統的能量，以及對軌道形狀產生的影響。
以太陽為例，當天體接近太陽時，根據其能量和軌跡，它將遵循四種可能的軌道路徑之一：螺旋形，雙曲線型，橢圓形或圓形.
螺旋選項意味著天體將被太陽的引力以陡峭的角度吸入，這可能是因為它的質量或能量非常低。該天體將落入一個圍繞太陽的緊密螺旋中，甚至很難稱其為軌道，下降越來越低，直至它撞擊太陽表面。
雙曲線選項發生在具有很大速度或距離太陽表面很遠的天體上。天體靠近，其路徑將向太陽彎曲，但其速度和距離允許它繼續越過太陽，而不是被拉入重複的軌道。在形成類似於U的雙曲線軌道之後，它將飛向太空，並且永遠不會返回，與最後兩個軌道選項不同。
圓形選項是大多數孩子想像的太陽系，儘管一些靠近太陽的行星形成近乎完美的圓（地球僅偏離3度），但真正的圓形軌道很難實現。條件必須絕對完美，即進入系統的能量創造一個絕對沒有偏心的軌道，這是可能的，但非常罕見。
橢圓軌道選項是太陽系中所有行星都遵循的軌道，為什麼這種類型比完美的圓更常見，這是有道理的。當天體太小或太慢而無法逃離太陽的引力時，它會落入一個重複的橢圓軌道，這在很大程度上取決於它進入系統時的原始能量和軌跡。該軌道也會受到其他繞軌道運行的行星引力效應的影響，同樣使其不完美，偏心，並且高度依賴於其他因素。
物理學偏愛橢圓…
想像一下：一顆行星以高速掠過太陽； 此時，它只有自己在爆炸中首次形成時獲得的速度，。當它在太陽附近經過時，一個新的力，即太陽的重力，作用在行星上並開始把它拉向太陽的方向。但隨著它朝太陽下落，一個新的部分被添加； 這就是由重力加速度引起的速度。這部分速度，加上行星的初速度，使其避免落入太陽，並形成橢圓軌道。
簡而言之，由於太陽的引力，行星的路徑和速度繼續受到影響，最終行星將被拉回； 這個回程始於拋物線路徑的末端。這種拋物線形狀一旦完成，就形成一個橢圓軌道。
慣性和重力必須以令人印象深刻的方式結合， 才能使任何軌道出現，而且考慮到其餘可以影響繞軌道運行天體的速度和路徑因素（例如，其他質量/重力源），圓形軌道非常不可能。
但是，如果你決定成為一名天體物理學家，也許這能成為你的一個職業目標…找到儘可能多的完美圓形軌道！
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.sciabc
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