Periheldrehung

Periheldrehung, auch als Vorwärtsspreizung der Bahn des Perihels bezeichnet, ist in der Himmelsmechanik die langsame Drehung der Linie des Perihels einer elliptischen Umlaufbahn um das Zentralobjekt. Über längere Zeiträume verschiebt sich der sonnennächste Punkt der Bahn, so dass sich die Orientierung des Ellipsenaggregats ändert.

Ursachen der Periheldrehung sind vielfältig. Klassische Newtonsche Gravitationsstörungen durch andere Planeten sowie die Nichtidealität der Zentralmasse (zum Beispiel das Abplattungspotenzial der Sonne) führen zu einer langsamen Vorwärtsbewegung des Perihels. Zusätzlich trägt die Allgemeine Relativitätstheorie eine eigenständige Vorwärtsdrehung bei, die aus der Krümmung des Raum-Zeit-Gefüges um das Zentralobjekt resultiert. In manchen Fällen beeinflussen auch weitere Effekte wie Masselosergrad oder Massenausträge die Genauigkeit der Vorhersage.

Am bekanntesten ist die Periheldrehung des Merkurs. Die Newtonschen Perturbationen sagen eine Präzession von etwa 531 Bogensekunden pro Jahrhundert voraus. Die relativistische Vorwärtsbewegung trägt etwa 43 Bogensekunden pro Jahrhundert bei, so dass die beobachtete Gesamtdrehung rund 574 Bogensekunden pro Jahrhundert beträgt. Diese Abweichung von den rein klassischen Vorhersagen war historisch wichtig, da sie eine der ersten starken Bestätigungen der Allgemeinen Relativitätstheorie lieferte.

Die Periheldrehung ist ein generelles Phänomen in der Himmelsmechanik und gilt für Planetenbahnen ebenso wie für künstliche Satelliten und andere orbitale Systeme. Sie dient als präzises Prüfwerkzeug für Ephemeriden-Modelle, Gravitationstheorien und die Beschreibung von Dynamik in Mehrkörpersystemen.