Прецессия линии апсид (англ. apsidal precession) — прецессия (постепенный поворот) линии апсид орбиты астрономического объекта. Апсиды являются наиболее далёкой (апоцентр) и наиболее близкой (перицентр) точками к главному телу. Прецессия апсид является первой производной аргумента перицентра, одного из шести главных элементов орбиты. Прецессия линии апсид положительна, когда большая ось орбиты поворачивается в том же направлении, в котором вращается тело по орбите. Период поворота линии апсид является промежутком времени, спустя который линия апсид поворачивается на 360°.[1]
Древнегреческий астроном Гиппарх заметил, что у орбиты Луны происходит поворот линии апсид;[2] в антикитерском механизме этот эффект учитывается (около 80 до н.э.) с почти точным значением 8,88 лет для полного цикла, точность составляет 0,34 %.[3] Прецессия солнечных апсид была открыта в XI веке астрономом аз-Заркали.[4] Прецессия апсид орбиты Луны не учитывалась в Альмагесте Птолемея. Величины прецессии было сложно учитывать до XX века, когда последняя составляющая прецессии Меркурия была изучена и объяснена в рамках общей теории относительности.[5]
Ряд факторов может привести к прецессии перицентра, такие как эффекты общей теории относительности, квадрупольные моменты, приливное взаимодействие планеты и звезды, возмущения от других планет.[6]
Для Меркурия темп прецессии перигелия из-за эффектов общей теории относительности составляет 43″ (угловые секунды) за столетие. Для сравнения, прецессия из-за влияния других планет Солнечной системы составляет 532″ за столетие, сплюснутость Солнца (квадрупольный момент) приводит к пренебрежимо малому смещению 0,025″ за столетие.[7][8]
В рамках классической механики если звёзды и планеты считать абсолютно сферическими, то они подчиняются 1⁄r2 закону обратных квадратов, связывающим силу с расстоянием и приводящему к появлению замкнутых эллиптических орбит, согласно теореме Бертрана. Несферичность распределения массы возникает из-за наличия внешних потенциалов: потенциал центробежной силы вращающихся тел приводит к увеличению сплюснутости у полюсов, притяжение близких тел приводит к возникновению приливных горбов. Вращение и возникновение приливных горбов приводит к квадрупольным полям (1⁄r3), что ведёт к прецессии орбиты.
Полная прецессия линии апсид для изолированных очень горячих Юпитеров, если рассматривать эффекты малого порядка, располагая слагаемые в порядке важности