ケプラーの第三法則では、惑星の軌道周期(P)の正方形は、太陽からの平均距離(R)の立方体に比例していると述べています。数学的には、次のように表現できます。
$$ p^2 =kr^3 $$
どこ:
-Pは地球年の惑星の軌道期間です
-Rは、天文学ユニット(AU)の太陽からの惑星の平均距離です
-Kは、太陽系のすべての惑星で同じ定数です
この法律は、太陽から遠く離れた惑星は、太陽に近い惑星と比較して、軌道の期間が長いことを意味します。これは、太陽系の異なる惑星の軌道周期を比較することで観察できます。
- たとえば、太陽に最も近い惑星である水銀は、約0.24の地球年(88地球日)の軌道期間を持っています。
- 太陽からの3番目の惑星である地球は、約1の地球年(365.25地球日)の軌道期間を持っています。
- 木星は、太陽からの5番目の惑星であり、約12の地球年(4333地球日)の軌道期間を持っています。
- 太陽から最も遠い惑星であるネプチューンは、約165の地球年(60190地球日)の軌道期間を持っています。
ケプラーの第三法則によって記述された軌道期間と太陽からの距離との関係は、私たちの太陽系の惑星の動きを支配する基本原則です。