Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о небесной системе координат. Чтобы узнать о моменте, когда Солнце расположено прямо над экватором Земли, см. Равноденствие .

В астрономии , равноденствие является одним из двух мест на небесной сфере , в которой эклиптика пересекает небесный экватор . [1] [2] [3] Несмотря на то, существует два пересечения эклиптики с небесным экватором, по соглашению, равноденствие связано с Sun «s восходящего узла используется как происхождение небесных систем координат и называют просто" равноденствие ". В отличие от обычного использования весны / весеннего и осеннегоравноденствия, равноденствие в небесной системе координат - это направление в пространстве, а не момент времени.

В цикле примерно 25 700 лет точка равноденствия перемещается на запад по отношению к небесной сфере из-за возмущающих сил ; поэтому для определения системы координат необходимо указать дату, для которой выбрано равноденствие. Эту дату не следует путать с эпохой . Астрономические объекты показывают реальные движения, такие как орбитальные и собственные движения , а эпоха определяет дату, к которой применяется положение объекта. Следовательно, полное определение координат астрономического объекта требует как даты равноденствия, так и эпохи. [4]

В настоящее время используется стандартное равноденствие и эпоха J2000.0, то есть 1 января 2000 года в 12:00 TT . Приставка «J» указывает на то, что это юлианская эпоха. Предыдущее стандартное равноденствие и эпоха были B1950.0 с приставкой «B», указывающей, что это была бесселевская эпоха. До 1984 года использовались бесселевские равноденствия и эпохи. С тех пор используются юлианские равноденствия и эпохи. [5]

Движение равноденствия [ править ]

Прецессия равноденствия

Равноденствие перемещается в том смысле, что с течением времени оно находится в другом месте по сравнению с далекими звездами. Следовательно, звездные каталоги на протяжении многих лет, даже на протяжении нескольких десятилетий, будут перечислять различные эфемериды . [6] Это происходит из-за прецессии и нутации, которые можно моделировать, а также из-за других незначительных возмущающих сил, которые могут быть определены только наблюдением и, таким образом, занесены в таблицы в астрономических альманахах.

Прецессия [ править ]

Прецессия равноденствия была впервые отмечена Гиппархом в 129 г. до н.э., когда он отметил расположение Спики относительно точки равноденствия и сравнил его с местом, которое наблюдал Тимохарис в 273 г. до н.э. [7] Это долгосрочное движение с периодом 25 800 лет.

Нутация [ править ]

Нутация - это колебание плоскости эклиптики. Впервые он был замечен Джеймсом Брэдли как изменение склонения звезд. Поскольку у него не было достаточно точных часов, Брэдли не знал о влиянии нутации на движение точки равноденствия вдоль небесного экватора, хотя в наши дни это более важный аспект нутации. [8] Период колебания нутации составляет 18,6 года.

Равноденствия и эпохи [ править ]

Бесселианские равноденствия и эпохи [ править ]

Бесселианская эпоха, названная в честь немецкого математика и астронома Фридриха Бесселя (1784–1846), основана на бесселианском году, равном 365,242198781 дня, который является тропическим годом, измеренным в точке, где долгота Солнца равна 280. °. С 1984 года на смену бесселевским равноденствиям и эпохам пришли юлианские равноденствия и эпохи . Текущее стандартное равноденствие и эпоха - J2000.0 , что соответствует юлианской эпохе.

Бесселевские эпохи рассчитываются по:

B = 1900.0  + (  юлианская дата - 2415020.31352) / 365.242198781

Предыдущим стандартным равноденствием и эпохой были B1950.0 , бесселианская эпоха.

Поскольку прямое восхождение и склонение звезд постоянно меняются из-за прецессии , астрономы всегда указывают их со ссылкой на конкретное равноденствие. Исторически используемые равноденствия Бесселя включают B1875.0, B1900.0, B1925.0 и B1950.0. Официальные границы созвездия были определены в 1930 году с использованием B1875.0.

Юлианские равноденствия и эпохи [ править ]

Юлианская эпоха - это эпоха, в основе которой лежит ровно 365,25 дня по юлианскому календарю. С 1984 года предпочтение отдается юлианским эпохам по сравнению с более ранними бесселевскими эпохами.

Юлианские эпохи рассчитываются по:

J = 2000.0 + ( юлианская дата - 2451545.0) /365.25

В настоящее время используются стандартное равноденствие и эпоха J2000.0 , что соответствует 12:00 1 января 2000 года по земному времени .

J2000.0 [ править ]

Эпоха J2000.0 - это точная юлианская дата 2451545.0 TT (земное время ), или 1 января 2000 года, полдень TT. Это эквивалентно 1 января 2000 г., 11:59: 27.816 TAI или 1 января 2000 г., 11: 58: 55.816 UTC .

Поскольку прямое восхождение и склонение звезд постоянно меняются из-за прецессии (а для относительно близких звезд из-за собственного движения ), астрономы всегда указывают их со ссылкой на определенную эпоху. Более ранняя эпоха, которая была в стандартном использовании, была эпохой B1950.0 .

Когда средний экватор и равноденствие J2000 используются для определения небесной системы отсчета, эта система также может быть обозначена координатами J2000 или просто J2000. Это отличается от Международной небесной системы отсчета (ICRS): средний экватор и равноденствие в J2000.0 отличаются от ICRS и имеют более низкую точность, но согласуются с ICRS в отношении ограниченной точности первой. Использование «средних» местоположений означает, что нутация усредняется или опускается. Это означает, что вращающийся северный полюс Земли не совсем указывает на небесный полюс J2000 в эпоху J2000.0; истинный полюс эпохи нутатится от среднего. Те же различия относятся и к равноденствию. [9]

Буква «J» в префиксе указывает на то, что это юлианское равноденствие или эпоха, а не бесселевское равноденствие или эпоха.

Другие равноденствия и соответствующие им эпохи [ править ]

Другие использовавшиеся равноденствия и эпохи включают:

  • Боннер Durchmusterung начата Friedrich Wilhelm August Argelander использует B1855.0
  • В каталоге Генри Дрейпера используется B1900.0.
  • Границы созвездий были определены в 1930 году по линиям прямого восхождения и склонения для эпохи B1875.0.
  • Иногда использовались нестандартные равноденствия, такие как B1925.0 и B1970.0.
  • Гиппарх Каталог использует международную систему Celestial Reference (ICRS) систему координат (которая по существу [ разъяснение необходимости ] равноденствие J2000.0) , но использует эпоху J1991.25. Для объектов со значительным собственным движением предположение, что эпоха J2000.0, приводит к большой ошибке положения. Предположение, что равноденствие - 1991 год 25 января, приводит к большой ошибке почти для всех объектов. [10]

Эпохи и равноденствия для элементов орбиты обычно указываются в земном времени в нескольких различных форматах, включая:

  • Дата по григорианскому календарю в 24-часовом формате: 1 января 2000 г., 12:00 TT
  • Дата по григорианскому календарю с дробным числом дней: 1,5 января 2000 г.
  • Юлианский день с дробным днем: JDT 2451545.0
  • NASA / НОРАД «s Двухлинейных элементы формат с дробным днем: 00001.50000000

Звездное время и уравнение равноденствий [ править ]

Звездное время - это часовой угол равноденствия. Однако есть два типа: если используется среднее равноденствие (которое включает только прецессию), оно называется средним звездным временем; если используется истинное равноденствие (фактическое местоположение равноденствия в данный момент), оно называется кажущимся звездным временем. Разница между этими двумя понятиями известна как уравнение равноденствий и занесена в таблицу в астрономических альманахах. [11]

Связанное с этим понятие известно как уравнение начала координат, которое представляет собой длину дуги между небесным промежуточным началом и точкой равноденствия. В качестве альтернативы уравнение начала координат - это разница между углом вращения Земли и видимым звездным временем в Гринвиче.

Уменьшение роли равноденствия в астрономии [ править ]

В современной астрономии значение эклиптики и равноденствия уменьшается по мере того, как требуются или даже удобные опорные понятия. (Равноденствие остается важным в обычном гражданском использовании, однако при определении времен года.) Это происходит по нескольким причинам. Одна из важных причин состоит в том, что трудно точно определить, что такое эклиптика, и даже в литературе есть некоторая путаница по этому поводу. [12] Должен ли он быть центрирован в центре масс Земли или в барицентре Земля-Луна?

Также с введением Международной небесной системы отсчета все близкие и далекие объекты фундаментально соотносятся с большим кадром, основанным на очень удаленных фиксированных радиоисточниках, а выбор источника произвольный и определяется для удобства решения задачи. рука. В астрономии нет существенных проблем, связанных с определением эклиптики и равноденствия. [13]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Астрономический альманах на 2019 год . Вашингтон, округ Колумбия: Военно-морская обсерватория США. 2018. с. M6. ISBN 978-0-7077-41925.
  2. ^ Барбьери, Чезаре (2007). Основы астрономии . Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис Групп. п. 31. ISBN 978-0-7503-0886-1.
  3. ^ "Номенклатура МАС по фундаментальной астрономии" . Парижская обсерватория . 2007 . Проверено 23 декабря 2018 года .
  4. ^ Зайдельманн, П. Кеннех, изд. (1998). Пояснительное приложение к астрономическому альманаху . Милл-Вэлли, Калифорния: Университетские научные книги. п. 12. ISBN 978-0-935702-68-2.
  5. ^ Монтенбрук, Оливер; Пфлегер, Томас (2005). Астрономия на персональном компьютере, стр. 20 (исправленное 3-е издание 4-го изд.). ISBN 9783540672210. Проверено 23 января 2019 года .
  6. ^ Chartrand, Марк Р. (1991). Полевой справочник Общества Одюбона по ночному небу . Нью-Йорк: Альфред А. Кнопф. п. 53. Bibcode : 1991asfg.book ..... C . ISBN 978-0-679-40852-9.
  7. ^ Барбьери, Чезаре (2007). Основы астрономии . Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис Групп. п. 71. ISBN 978-0-7503-0886-1.
  8. ^ Барбьери, Чезаре (2007). Основы астрономии . Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис Групп. п. 72. ISBN 978-0-7503-0886-1.
  9. ^ Хилтон, JL; Хохенкерк, CY (2004). «Матрица вращения от среднего динамического экватора и равноденствия в J2000.0 до ICRS» . Астрономия и астрофизика . 413 (2): 765–770. Бибкод : 2004A & A ... 413..765H . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20031552 .
  10. ^ Перриман, MAC; и другие. (1997). "Каталог Hipparcos". Астрономия и астрофизика . 323 : L49 – L52. Bibcode : 1997A & A ... 323L..49P .
  11. ^ Астрономический альманах на 2019 год . Вашингтон, округ Колумбия: Военно-морская обсерватория США. 2018. с. B21 – B24, M16. ISBN 978-0-7077-41925.
  12. ^ Барбьери, Чезаре (2007). Основы астрономии . Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис Групп. п. 74. ISBN 978-0-7503-0886-1.
  13. ^ Capitaine, N .; Соффель, М. (2015). «Об определении и использовании эклиптики в современной астрономии». Труды журнала Journées 2014 "Systèmes de référence spatio-temporels": последние разработки и перспективы в наземной и космической астрометрии . С. 61–64. arXiv : 1501.05534 . ISBN 978-5-9651-0873-2.

Внешние ссылки [ править ]

  • Система небесных координат, ЮТК