Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Если смотреть с орбиты Земли , кажется , что Солнце движется относительно неподвижных звезд , а эклиптика - это годовой путь, по которому Солнце следует на небесной сфере . Этот процесс повторяется в цикле продолжительностью чуть более 365 дней .

Эклиптики является плоскость на орбите Земли вокруг Солнца [1] [2] [a] С точки зрения наблюдателя на Земле, движение Солнца вокруг небесной сферы в течение года показывает путь вдоль эклиптики на фоне звезд . [3] Эклиптика - важная опорная плоскость и основа эклиптической системы координат .

Видимое движение Солнца [ править ]

Из-за движения Земли вокруг центра масс Земля-Луна видимый путь Солнца слегка колеблется с периодом около одного месяца . Из - за дальнейших возмущений со стороны других планет в Солнечной системе Земля-Луна барицентр качается слегка вокруг среднее положение в сложной форме. На самом деле эклиптика - это видимый путь Солнца в течение года . [4]

Поскольку Земле требуется один год, чтобы вращаться вокруг Солнца, видимое положение Солнца занимает один год, чтобы совершить полный оборот вокруг эклиптики. С чуть более чем 365 днями в году Солнце каждый день перемещается чуть менее чем на 1 ° к востоку [5] . Эта небольшая разница в положении Солнца по отношению к звездам заставляет любое конкретное пятно на поверхности Земли догонять (и стоять прямо к северу или югу от Солнца) каждый день примерно на четыре минуты позже, чем если бы Земля не вращалась по орбите; поэтому сутки на Земле длится 24 часа, а не примерно 23 часа 56 минут звездных суток.. Опять же, это упрощение, основанное на гипотетической Земле, которая вращается с постоянной скоростью вокруг Солнца. Фактическая скорость, с которой Земля вращается вокруг Солнца, немного меняется в течение года, поэтому скорость, с которой кажется, что Солнце движется по эклиптике, также меняется. Например, Солнце находится к северу от небесного экватора примерно 185 дней в году и к югу от него примерно 180 дней. [6] Изменение орбитальной скорости составляет часть уравнения времени . [7]

Отношение к небесному экватору [ править ]

Основная статья: Осевой наклон
Самолет из Земли «s орбиты проецируется во всех направлениях образуют опорную плоскость , известную как эклиптики. Здесь он показан спроецированным наружу (серый цвет) на небесную сферу вместе с земным экватором и полярной осью (зеленый цвет). Плоскость эклиптики пересекает небесную сферу по большому кругу (черный), по тому же кругу, по которому Солнце движется, как Земля. Пересечения эклиптики и экватора на небесной сфере - это точки весеннего и осеннего равноденствий (красный цвет), где Солнце, кажется, пересекает небесный экватор.

Поскольку ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости ее орбиты, плоскость экватора Земли не компланарна плоскости эклиптики, а наклонена к ней под углом примерно 23,4 °, который известен как наклон эклиптики . [8] Если экватор проецируется наружу на небесную сферу , образуя небесный экватор , он пересекает эклиптику в двух точках, известных как точки равноденствия . Солнце в своем видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор в этих точках, одна с юга на север, другая с севера на юг. [5]Переход с юга на север известен как весеннее равноденствие , также известное как первая точка Овна и восходящий узел эклиптики на небесном экваторе. [9] Переход с севера на юг - это осеннее равноденствие или нисходящий узел .

Основная статья: Осевая прецессия (астрономия)

Ориентация земной оси и экватора не фиксируется в пространстве, а вращается вокруг полюсов эклиптики с периодом около 26000 лет - процесс, известный как лунно-солнечная прецессия , поскольку он в основном обусловлен гравитационным эффектом Луны и Солнца. на экваториальной выпуклости Земли . Точно так же не фиксируется сама эклиптика. Гравитационные возмущения других тел Солнечной системы вызывают гораздо меньшее движение плоскости орбиты Земли и, следовательно, эклиптики, известное как планетарная прецессия . Совместное действие этих двух движений называетсяобщая прецессия и изменяет положение равноденствий примерно на 50 угловых секунд (около 0,014 °) в год. [10]

Основная статья: Астрономическая нутация

Еще раз, это упрощение. Периодические движения Луны и кажущиеся периодические движения Солнца (фактически Земли на его орбите) вызывают кратковременные периодические колебания оси Земли и, следовательно, небесного экватора небольшой амплитуды, известные как нутация . [11] Это добавляет периодический компонент к положению равноденствий; положения небесного экватора и (весеннего) равноденствия с полностью обновленными прецессией и нутацией называются истинным экватором и равноденствием ; позиции без нутации - средний экватор и равноденствие . [12]

Наклон эклиптики [ редактировать ]

Основная статья: Наклон эклиптики

Наклонение эклиптики это термин , используемый астрономами для наклона Земли «с экватора относительно эклиптики, или оси вращения Земли к перпендикуляру к эклиптике. Она составляет около 23,4 ° и в настоящее время уменьшается на 0,013 градуса (47 угловых секунд) за сто лет из-за планетных возмущений . [13]

Угловое значение наклона определяется путем наблюдения за движением Земли и других планет в течение многих лет. Астрономы производят новые фундаментальные эфемериды по мере повышения точности наблюдения и понимания динамики , и из этих эфемерид получают различные астрономические значения, включая наклон.

Наклон эклиптики за 20 000 лет, из Ласкара (1986). [14] Обратите внимание, что в это время наклон меняется только от 24,2 ° до 22,5 °. Красная точка представляет 2000 год.

До 1983 года наклон для любой даты рассчитывался на основе работы Ньюкомба , который примерно до 1895 года анализировал положение планет:

ε = 23 ° 27 ′ 08 ″ .26 - 46 ″ .845 T - 0 ″ .0059 T 2 + 0 ″ .00181 T 3

где ε - наклон, а T - тропические столетия от B1900.0 до рассматриваемой даты. [15]

С 1984 года в серии Лаборатории реактивного движения в DE компьютерных сгенерированных эфемерид взял на себя в качестве фундаментальной эфемерид из астрономического альманаха . Наклон на основе DE200, который анализировал наблюдения с 1911 по 1979 год, был рассчитан:

ε = 23 ° 26 ′ 21 ″ .45 - 46 ″ .815 T - 0 ″ .0006 T 2 + 0 ″ .00181 T 3

где и далее T - это юлианские века от J2000.0 . [16]

Основные эфемериды JPL постоянно обновляются. В Астрономическом альманахе за 2010 год указывается: [17]

ε = 23 ° 26 ′ 21 ″ .406 - 46 ″ .836769 T - 0 ″ .0001831 T 2 + 0 ″ .00200340 T 3 - 0 ″ .576 × 10 −6 T 4 - 4 ″ .34 × 10 −8 Т 5

Эти выражения для угла наклона предназначены для высокой точности за относительно короткий промежуток времени, возможно, несколько столетий. [18] Дж. Ласкар вычислил выражение порядка T 10 хорошо до 0 ″ 0,04 / 1000 лет в течение 10 000 лет. [14]

Все эти выражения предназначены для среднего угла наклона, то есть без учета нутации экватора. Истинное или мгновенное наклонение включает нутацию. [19]

Самолет Солнечной системы [ править ]

Основная статья: Солнечная система
Вид сверху и сбоку в плоскости эклиптики с планетами Меркурий , Венеру , Землю и Марс . Большинство планет вращается вокруг Солнца почти в той же плоскости, в которой вращается Земля, - эклиптике.Четыре планеты выстроились вдоль эклиптики в июле 2010 года, демонстрируя, как планеты вращаются вокруг Солнца почти в одной плоскости. Фотография сделана на закате, глядя на запад над Суракартой, Ява, Индонезия.

Большинство крупных тел Солнечной системы вращаются вокруг Солнца почти в одной плоскости. Вероятно, это связано с тем, как Солнечная система образовалась из протопланетного диска . Вероятно, наиболее близкое текущее представление диска известно как неизменная плоскость Солнечной системы . Орбита Земли, и , следовательно, эклиптики, наклонена чуть больше , чем на 1 ° по отношению к неизменной плоскости орбиты Юпитера находится немного больше , чем 1 / 2 ° от него, и другие крупные планеты находятся в пределах около 6 °. Из-за этого большинство тел Солнечной системы выглядят очень близко к эклиптике в небе.

Неизменная плоскость определяется угловым моментом всей Солнечной системы, по сути, векторной суммой всех орбитальных и вращательных угловых моментов всех тел системы; более 60% всего приходится на орбиту Юпитера. [20] Эта сумма требует точного знания каждого объекта в системе, что делает ее несколько неопределенным значением. Из-за неопределенности относительно точного местоположения неизменной плоскости и из-за того, что эклиптика хорошо определяется видимым движением Солнца.эклиптика используется в качестве базовой плоскости Солнечной системы как для точности, так и для удобства. Единственный недостаток использования эклиптики вместо неизменной плоскости состоит в том, что в геологических временных масштабах она будет двигаться против фиксированных контрольных точек на далеком фоне неба. [21] [22]

Небесная опорная плоскость [ править ]

Основные статьи: небесный экватор и система координат эклиптики
Видимое движение Солнца по эклиптике (красный цвет) на внутренней стороне небесной сферы . Эклиптические координаты отображаются красным цветом. Небесный экватор (синий) и экваториальные координаты (синяя), наклонены к плоскости эклиптики, по всей видимости, раскачивание по мере продвижения Солнца.

Эклиптика образует одну из двух фундаментальных плоскостей, используемых в качестве ориентира для позиций на небесной сфере , а другая - небесный экватор . Перпендикулярно эклиптике расположены полюса эклиптики , северный полюс эклиптики - это полюс к северу от экватора. Из двух фундаментальных плоскостей эклиптика ближе к неподвижности на фоне звезд, ее движение из-за прецессии планет составляет примерно 1/100 движения небесного экватора. [23]

Сферические координаты , известные как эклиптическая долгота и широта или небесная долгота и широта, используются для определения положений тел на небесной сфере по отношению к эклиптике. Долгота измеряется положительно на восток [5] от 0 ° до 360 ° по эклиптике от точки весеннего равноденствия, в том же направлении, в котором, кажется, движется Солнце . Широта измеряется перпендикулярно эклиптике, до + 90 ° к северу или -90 ° к югу до полюсов эклиптики, при этом сама эклиптика составляет 0 ° широты. Для полной сферической позиции также необходим параметр расстояния. Для разных объектов используются разные единицы расстояния. В Солнечной системе , астрономические единицыиспользуются, а для объектов вблизи Земли используются радиусы Земли или километры . Соответствующая правая прямоугольная система координат также иногда используется; х Оу направлена в день весеннего равноденствия, то у оси х 90 ° на восток, а г ось в направлении север полюса эклиптики ; астрономическая единица является единицей измерения. Символы эклиптических координат несколько стандартизированы; см. таблицу. [24]

Сводка обозначений для эклиптических координат [25]
 сферическийпрямоугольный
долготаширотарасстояние
геоцентрическийλβΔ 
гелиоцентрическийлбрx , y , z [примечание 1]
  1. ^ Редкое использование; x , y , z обычно зарезервированы для экваториальных координат .

Координаты эклиптики удобны для определения положения объектов Солнечной системы , поскольку орбиты большинства планет имеют небольшие наклоны к эклиптике и поэтому всегда появляются относительно близко к ней на небе. Поскольку орбита Земли, а следовательно, и эклиптика, очень мало перемещаются, это относительно фиксированная точка отсчета по отношению к звездам.

Наклон эклиптики более 200000 лет из Дзобека (1892 г.). [26] Это наклон к эклиптике 101 800 г. н.э. Обратите внимание, что за это время эклиптика поворачивается только примерно на 7 °, тогда как небесный экватор совершает несколько полных циклов вокруг эклиптики. Эклиптика - относительно стабильный ориентир по сравнению с небесным экватором.

Из-за прецессионного движения точки равноденствия эклиптические координаты объектов на небесной сфере постоянно меняются. Для указания положения в эклиптических координатах необходимо указать конкретное равноденствие, то есть равноденствие определенной даты, известной как эпоха ; координаты относятся к направлению равноденствия на эту дату. Например, в Астрономическом альманахе [27] гелиоцентрическое положение Марса в 0 часов земного времени 4 января 2010 г. указано как: долгота 118 ° 09 '15 ".8, широта +1 ° 43' 16" .7, истинное гелиоцентрическое расстояние 1,6302454 AU, означает равноденствие и эклиптику даты. Это определяет среднее равноденствие.от 4 января 2010 г. 0h TT, как указано выше , без добавления нутации.

Затмения [ править ]

Основная статья: Затмение

Поскольку орбита Луны наклонена к эклиптике всего на 5,145 °, а Солнце всегда находится очень близко к эклиптике, затмения всегда происходят на ней или рядом с ней. Из - за наклоном Луны «ю.ш. орбит , затмения не происходят на каждое соединении и оппозиции Солнца и Луны, но только тогда , когда Луна находится вблизи восходящего или нисходящего узла в то же время она находится в соединении ( новый ) или оппозиция ( полная ). Эклиптика названа так потому, что древние отмечали, что затмения происходят только тогда, когда Луна пересекает ее. [28]

Равноденствия и солнцестояния [ править ]

Позиции равноденствий и солнцестояний
 эклиптикаэкваториальный
долготапрямое восхождение
Мартовское равноденствие0 °0ч
Июньское солнцестояние90 °6ч
Сентябрьское равноденствие180 °12ч
Декабрьское солнцестояние270 °18ч
Основная статья: Равноденствие (небесные координаты)

Точные моменты равноденствий и солнцестояний - это моменты, когда кажущаяся эклиптическая долгота (включая эффекты аберрации и нутации ) Солнца составляет 0 °, 90 °, 180 ° и 270 °. Из - за возмущения на орбите Земли и аномалии календаря , даты их не фиксированы. [29]

В созвездиях [ править ]

Равнопрямоугольный график зависимости склонения от прямого восхождения современных созвездий с пунктирной линией, обозначающей эклиптику. Созвездия имеют цветовую маркировку в зависимости от семьи и года основания. (подробный вид)

В настоящее время эклиптика проходит через следующие созвездия :

  • Рыбы
  • Овен
  • Телец
  • Близнецы
  • Рак
  • Лео
  • Дева
  • Весы
  • Скорпион
  • Змееносец [30]
  • Стрелец
  • Козерог
  • Водолей

Астрология [ править ]

Основная статья: Астрология

Эклиптика образует центр зодиака , небесный пояс шириной около 20 ° по широте, через который , кажется, всегда движутся Солнце , Луна и планеты . [31] Традиционно этот регион делится на 12 знаков 30 ° долготы, каждый из которых соответствует движению Солнца за один месяц. [32] В древние времена знаки соответствовали примерно 12 созвездиям, расположенным по обе стороны эклиптики. [33] Эти знаки иногда все еще используются в современной терминологии. « Первая точка Овна » была названа, когда Солнце мартовского равноденствия находилось в созвездии Овна.; с тех пор она перешла в Рыбы из-за прецессии равноденствий . [34]

См. Также [ править ]

  • Формирование и эволюция Солнечной системы
  • Неизменная плоскость
  • Протопланетный диск
  • Система небесных координат

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ Строго говоря, плоскость средней орбиты с небольшими усредненными отклонениями.
  1. ^ USNO Альманах Управление Nautical; Гидрографическое управление Великобритании, Управление морского альманаха HM (2008 г.). Астрономический альманах за 2010 год . GPO . п. M5. ISBN 978-0-7077-4082-9.
  2. ^ «УРОВЕНЬ 5 Лексикон и Глоссарий терминов» .
  3. ^ «Эклиптика: годовой путь Солнца на небесной сфере» .
  4. ^ Морская обсерватория США Морской Альманах Управление (1992). П. Кеннет Зайдельманн (ред.). Пояснительное приложение к астрономическому альманаху . Научные книги университета, Милл-Вэлли, Калифорния. ISBN 0-935702-68-7., п. 11
  5. ^ a b c Направления север и юг на небесной сфере в смысле к северному небесному полюсу и к южному небесному полюсу . Восток - это направление вращения Земли , а запад - противоположное.
  6. ^ Астрономический альманах 2010 , сек. C
  7. ^ Пояснительное приложение (1992), сек. 1,233
  8. ^ Пояснительное приложение (1992), стр. 733
  9. ^ Астрономический альманах 2010 , стр. М2 и М6
  10. ^ Пояснительное приложение (1992), сек. 1.322 и 3.21
  11. ^ Морская обсерватория США Альманах Управление Nautical; Управление морского альманаха HM (1961). Пояснительное приложение к астрономическим эфемеридам и американским эфемеридам и морскому альманаху . Канцелярия HM, Лондон., сек. 2C
  12. ^ Пояснительное приложение (1992), стр. 731 и 737
  13. ^ Шовенэ, Уильям (1906). Руководство по сферической и практической астрономии . Я . JB Lippincott Co., Филадельфия., Изобразительное искусство. 365–367, с. 694–695, в Google Книги
  14. ^ а б Ласкар, Дж. (1986). «Секулярные термины классических планетных теорий, использующие результаты общей теории относительности». Бибкод : 1986A & A ... 157 ... 59L . Цитировать журнал требует |journal=( помощь ), таблица 8, в SAO / NASA ADS
  15. ^ Пояснительное приложение (1961), сек. 2B
  16. ↑ Военно-морская обсерватория США, Управление морского альманаха; Управление морского альманаха HM (1989). Астрономический альманах за 1990 год . Правительство США Типография. ISBN 0-11-886934-5., п. B18
  17. ^ Астрономический альманах 2010 , стр. B52
  18. ^ Ньюкомб, Саймон (1906). Компендиум сферической астрономии . MacMillan Co., Нью-Йорк., п. 226-227, в Google Книги
  19. ^ Meeus, Жан (1991). Астрономические алгоритмы . Willmann-Bell, Inc., Ричмонд, Вирджиния. ISBN 0-943396-35-2., гл. 21 год
  20. ^ "Средняя плоскость (неизменная плоскость) Солнечной системы, проходящая через барицентр" . 3 апреля 2009 года в архив с оригинала на 3 июня 2013 . Проверено 10 апреля 2009 года .производится с Витальяно, Альдо. «Солекс 10» . Архивировано 29 апреля 2009 года из оригинала (компьютерной программы) . Проверено 10 апреля 2009 года .
  21. ^ Дэнби, JMA (1988). Основы небесной механики . Willmann-Bell, Inc., Ричмонд, Вирджиния. раздел 9.1. ISBN 0-943396-20-4.
  22. ^ Рой, AE (1988). Орбитальное движение (третье изд.). Издательский институт Физики. раздел 5.3. ISBN 0-85274-229-0.
  23. ^ Монтенбрук, Оливер (1989). Практические расчеты эфемерид . Springer-Verlag. ISBN 0-387-50704-3., сек 1.4
  24. ^ Пояснительное приложение (1961), сек. 2А
  25. ^ Пояснительное приложение (1961), сек. 1G
  26. ^ Дзиобек, Отто (1892). Математические теории движения планет . Register Publishing Co., Анн-Арбор, Мичиган., п. 294, в Google Книгах
  27. ^ Астрономический альманах 2010 , стр. E14
  28. ^ Болл, Роберт С. (1908). Трактат по сферической астрономии . Издательство Кембриджского университета. п. 83 .
  29. ^ Meeus (1991), гл. 26
  30. ^ Serviss, Garrett P. (1908). Астрономия невооруженным глазом . Harper & Brothers, Нью-Йорк и Лондон. С.  105 , 106.
  31. ^ Брайант, Уолтер У. (1907). История астрономии . п. 3. ISBN 9781440057922.
  32. ^ Брайант (1907), стр. 4.
  33. ^ См., Например, Лео, Алан (1899). Астрология для всех . Л. Н. Фаулер и компания. п. 8 . астрология.
  34. ^ Vallado, David A. (2001). Основы астродинамики и приложений (2-е изд.). Эль-Сегундо, Калифорния: Microcosm Press. п. 153. ISBN. 1-881883-12-4.

Внешние ссылки [ править ]

  • Эклиптика: годовой путь Солнца в небесной сфере Департамент физики Даремского университета
  • Seasons and Ecliptic Simulator University of Nebraska-Lincoln
  • ИЗМЕРЕНИЕ НЕБО Краткое руководство по небесной сфере Джеймс Б. Калер, Университет Иллинойса
  • Сезоны Земли Военно-морская обсерватория США
  • Основы - эклиптика, экватор и системы координат AstrologyClub.Org
  • Kinoshita, H .; Аоки, С. (1983). «Определение эклиптики». Небесная механика . 31 (4): 329–338. Bibcode : 1983CeMec..31..329K . DOI : 10.1007 / BF01230290 . S2CID  122913096 .; сравнение определений Леверье, Ньюкома и Стэндиша.