Эклиптика

редактировать
Видимый путь Солнца на небесной сфере

Как видно с орбиты Земли, Солнце кажется движется относительно неподвижных звезд, а эклиптика - это годовой путь, по которому Солнце следует на небесной сфере. Этот процесс повторяется в цикле, который длится немногим более 365 дней.

эклиптика - это плоскость орбиты Земли вокруг Солнца. С точки зрения наблюдателя на Земле, движение Солнца вокруг небесной сферы в течение года отслеживает путь вдоль эклиптики на фоне звезд. Эклиптика является важной базовой плоскостью и основой системы эклиптической системы координат.

Содержание

  • 1 Видимое движение Солнца
  • 2 Отношение к небесному экватору
  • 3 Наклон эклиптики
  • 4 Плоскость Солнечной системы
  • 5 Небесная опорная плоскость
  • 6 Затмения
  • 7 Равноденствия и солнцестояния
  • 8 В созвездиях
  • 9 Астрология
  • 10 См. также
  • 11 Примечания и ссылки
  • 12 Внешние ссылки

Видимое движение Солнца

Из-за движения Земли вокруг Земли – Луны центр масс, видимый путь Солнце слегка колеблется, с периодом примерно один месяц. Из-за дальнейших возмущений других планет Солнечной системы, барицентр Земля – Луна слегка колеблется вокруг среднего положения в сложная мода. Эклиптика - это на самом деле видимый путь Солнца в течение года.

Поскольку Земле требуется один год для обращения 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. 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 примерно на четыре минуты позже каждый день, чем если бы Земля не двигалась по орбите; Таким образом, сутки на Земле длится 24 часа, а не примерно 23-часовой 56-минутный звездный день. 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. Изменение орбитальной скорости составляет часть уравнения времени .

Отношение к небесному экватору

Плоскость орбиты Земли , спроецированный во всех направлениях, образует базовую плоскость, известную как эклиптика. Здесь он показан спроецированным наружу (серый цвет) на небесную сферу вместе с земным экватором и полярной осью (зеленый). Плоскость эклиптики пересекает небесную сферу по большому кругу (черный), по тому же кругу, по которому Солнце, кажется, движется по орбите Земли. Пересечения эклиптики и экватора на небесной сфере - это весеннее и осеннее равноденствия (красный), когда Солнце, кажется, пересекает небесный экватор.

Потому что ось вращения Земли не перпендикулярно своей плоскости орбиты, экваториальная плоскость Земли не копланарна плоскости эклиптики, но наклонена к ней на угол около 23,4 °, который известен как наклон эклиптики. Если экватор проецируется наружу на небесную сферу, образуя небесный экватор, он пересекает эклиптику в двух точках, известных как равноденствия. Солнце в своем видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор в этих точках, одна с юга на север, другая с севера на юг. Переход с юга на север известен как весеннее равноденствие, также известное как первая точка Овна и восходящий узел эклиптики на небесном экваторе. Пересечение с севера на юг - это осеннее равноденствие или нисходящий узел.

Ориентация земной оси и экватора не фиксируются в пространстве, а вращаются вокруг полюса эклиптики с периодом около 26000 лет, процесс, известный как лунно-солнечная прецессия, поскольку он в основном обусловлен гравитационным эффектом Луны и Солнце 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 называется общей прецессией и меняет положение точек равноденствия примерно на 50 угловых секунд (примерно 0,014 °) в год.

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 с небольшой амплитудой., известная как нутация. Это добавляет периодический компонент к положению равноденствий; положения небесного экватора и (весеннего) равноденствия с полностью обновленными прецессией и нутацией называются истинным экватором и равноденствием; положения без нутации - средний экватор и равноденствие.

Наклон эклиптики

Наклон эклиптики - это термин, используемый астрономами для обозначения наклона Земли. экватор относительно эклиптики, или оси вращения Земли до перпендикуляра к эклиптике. Она составляет около 23,4 ° и в настоящее время уменьшается на 0,013 градуса (47 угловых секунд) за сто лет из-за планетарных возмущений.

Угловое значение наклона определяется путем наблюдения за движениями Земли и других планет на протяжении многих лет. Астрономы производят новые фундаментальные эфемериды по мере повышения точности наблюдения и увеличения понимания динамики, и из этих эфемерид различные астрономические величины, включая наклон, получены.

Наклон эклиптики за 20 000 лет, из Ласкара (1986). Обратите внимание, что наклон за это время 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 анализировал положение планет примерно до 1895 года:

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

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

С 1984 года серия DE Лаборатории реактивного движения, созданная на компьютере, взяла на себя роль фундаментальных эфемерид Астрономического альманаха. Угол наклона на основе DE200, который анализировал наблюдения с 1911 по 1979 год, был рассчитан:

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

, где и далее T - юлианские века от J2000.0.

Основные эфемериды JPL постоянно обновляются. В Астрономическом альманахе на 2010 год указано:

ε = 23 ° 26 ′ 21 ″.406 - 46 ″.836769 T - 0 ″.0001831 T + 0 ″.00200340 T - 0 ″.576 × 10 T - 4 ″.34 × 10 T

Эти выражения для угла наклона предназначены для обеспечения высокой точности в течение относительно короткого промежутка времени, возможно, нескольких столетий. Дж. Ласкар вычислил выражение, чтобы упорядочить T хорошее до 0 ″ 0,04 / 1000 лет на протяжении 10 000 лет.

Все эти выражения предназначены для среднего наклона, то есть без учета нутации экватора. Истинная или мгновенная наклонность включает нутацию.

Плоскость Солнечной системы

Вид сверху на плоскость эклиптики.gif Вид сбоку на плоскость эклиптики.gif FourPlanetSunset hao annotated.JPG
Виды плоскости эклиптики сверху и сбоку, показывающие планеты Меркурий, Венера, Земля 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, эклиптика наклонены немного больше, чем на 1 ° к неизменной плоскости, орбита Юпитера находится в пределах немногим более чем на ⁄ 2 ° от нее, а все остальные большие планеты - все остальные. в пределах примерно 6 °. Из-за этого большинство тел Солнечной системы выглядят очень близко к эклиптике в небе.

Неизменяемая плоскость определяется угловым моментом всей Солнечной системы, по сути, векторной суммой всех орбитальных и вращательных угловые моменты всех тел системы; более 60% всего приходится на орбиту Юпитера. Эта сумма требует точного знания каждого объекта в системе, что делает ее несколько неопределенной величиной. Из-за неопределенности в отношении точного местоположения неизменной плоскости, и потому, что эклиптики хорошо определяются кажущимся движением Sun, эклиптика используются в качестве опорной плоскости Солнечной системы, как для точности и удобство. Единственный недостаток использования эклиптики вместо неизменной плоскости заключается в том, что в геологических временных масштабах она будет двигаться относительно фиксированных ориентиров на далеком фоне неба.

Небесная базовая плоскость

Видимое движение Солнца вдоль эклиптики (красный), как видно на внутренней части небесной сферы. Эклиптические координаты отображаются красным цветом. небесный экватор (синий) и экваториальные координаты (синий), наклоненные к эклиптике, кажутся колеблющимися по мере продвижения Солнца.

Эклиптика образует одну из двух фундаментальные плоскости , используемые в качестве справочных для позиций на небесной сфере, другая - небесный экватор. Перпендикулярно эклиптике находятся 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 планетарной прецессии составляет примерно 1/100 от небесного экватора.

Сферические координаты, известны эклиптические долгота и широта или небесная долгота и широта, используются для указания положений тел на небесной сфере по отношению к эклиптике. Долгота измеряется положительно на восток 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 пределах Солнечной системы используются астрономические единицы, а для объектов вблизи Земли, радиусы Земли или километров используются. Соответствующая правая прямоугольная система координат также иногда используется; ось x направлена ​​в сторону точки весеннего равноденствия, ось y - на 90 ° на восток, а ось z - в сторону северного полюса эклиптики ; астрономическая единица - это единица измерения. Символы эклиптических координат несколько стандартизированы; см. таблицу.

Краткое обозначение эклиптических координат
сферическихпрямоугольных
долготыширотырасстояния
геоцентрическихλβΔ
гелиоцентрическихlbrx, y, z

Эклиптические координаты удобны для задания положений объектов Солнечной системы, поскольку орбиты большинства планет имеют небольшие наклоны к эклиптика, и поэтому всегда появляются относительно близко к ней на небе. Поскольку орбита Земли и, следовательно, эклиптика, очень мало перемещаются, это относительно фиксированная точка отсчета по отношению к звездам.

Наклон эклиптики более 200 000 лет, от Дзобека (1892 г.). 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 является относительно стабильной точкой отсчета по сравнению с небесным экватором.

Из-за прецессионного движения точки равноденствия эклиптические координаты объектов на небесной сфере постоянно меняются. Указание положения в эклиптических координатах требует указания конкретного равноденствия, то есть равноденствия определенной даты, известной как эпоха ; координаты относятся к направлению равноденствия на эту дату. Например, в Астрономическом альманахе гелиоцентрическое положение Марса в 0ч земного времени, 4 января 2010 г. указано как: долгота 118 ° 09 '15 ".8, широта + 1 ° 43 '16 ".7, истинное гелиоцентрическое расстояние 1,6302454 а.е., среднее равноденствие и дата эклиптики. Это определяет среднее равноденствие 4 января 2010 г. 0h TT , как указано выше, без добавления нутации.

Затмения

Поскольку орбита Луны наклонена только примерно на 5,145 ° к эклиптике, а Солнце всегда очень близко к эклиптике, затмения всегда происходят на нем или рядом с ним. Из-за наклона орбиты Луны , затмения не происходят при каждом соединении и оппозиции Солнца и Луны, но только когда Луна находится рядом с восходящим или нисходящим узлом , в то же время она находится в соединении (новый ) или оппозиции (полный ). Эклиптика названа так потому, что древние отмечали, что затмения происходят только тогда, когда Луна пересекает ее.

Равноденствия и солнцестояния

Позиции равноденствий и солнцестояний
эклиптики. экваториальная
долготапрямое восхождение
мартовское равноденствие 0 °
июньское солнцестояние 90 °
Сентябрьское равноденствие 180 °12ч
декабрьское солнцестояние 270 °18ч

Точные моменты равноденствий и солнцестояний - это моменты времени, когда кажущаяся эклиптическая долгота (включая эффекты аберрации и нутации ) Солнца равна 0 °., 90 °, 180 ° и 270 °. Из-за возмущений орбиты земной орбиты и аномалий календаря их даты не фиксируются.

В созвездиях

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)

Эклиптика в настоящее время проходит через следующие созвездия :

Астрология

Эклиптика является центром зодиака, небесным пояс шириной около 20 ° по широте, через который всегда движутся Солнце, Луна и планеты. Традиционно этот регион делится на 12 знаков 30 ° долготы, каждый из которых соответствует движению Солнца за один месяц. В древние времена знаки соответствовали примерно 12 созвездиям, расположенным на эклиптике. Эти знаки иногда все еще используются в современной терминологии. «Первая точка Овна » была названа, когда мартовское равноденствие Солнце фактически находилось в созвездии Овна ; с тех пор он переместился в Рыбы из-за прецессии равноденствий.

См. также

Примечания и ссылки

Внешние ссылки

Найдите ecliptic в Викисловаре, бесплатном словаре.
В Викиверситете есть учебные ресурсы по Ecliptic в Quizzes
Последняя правка сделана 2021-05-18 05:54:06
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте