Лунная остановка является постепенным изменением диапазона между северным и южной границей Луной склонения (а небесная координате измеряются как угол от небесного экватора, аналогичен широте ), или lunistices, в течение одной половины сидерический месяц (13,66 суток). Лунная остановка происходит каждые 18,6 лет из - за прецессионный цикл из лунных узлов на этой скорости, чередуя мажор и минор. Во время небольшой остановки Луны приливные силы увеличиваются, что приводит к увеличению амплитуды приливов и приливов.
В период сильного покоя Луны диапазон склонения Луны и, следовательно, диапазон ее азимута при восходе и заходе Луны достигает максимума. В результате, если смотреть со средних широт, высота Луны в верхней кульминации (дневной момент, когда объект, кажется, касается меридиана наблюдателя) изменяется всего за две недели - от самой высокой до самой низкой над горизонтом на севере или юге, в зависимости от полушарие наблюдателя. Точно так же его азимут при восходе луны изменяется с северо-востока на юго-восток, а при заходе луны - с северо-запада на юго-запад. Солнечные затмения в восходящем узле происходят в марте, солнечные затмения в нисходящем узле - в сентябре. Лунные затмения в нисходящем узле происходят в марте, лунные затмения в восходящем узле происходят в сентябре.
Это время имело особое значение для обществ бронзового века, построивших мегалитические памятники в Великобритании и Ирландии. Это также имеет значение для некоторых неоязыческих религий. Также существуют доказательства того, что выравнивание восхода или захода луны в дни лунного затишья можно найти на древних участках других древних культур, таких как Чимни Рок в Колорадо и Хоупвелл Сайты в Огайо.
Серьезная остановка Луны происходит, когда склонение Луны достигает максимального месячного предела, останавливаясь на 28,725 ° северной или южной широты. Затмение сезона около мартовского равноденствия имеет солнечные и лунные затмения на нечетный саросе, в то время как другое затмение сезон около сентябрьского равноденствия имеет солнечные и лунные затмения на четный саросе.
Незначительная остановка Луны происходит, когда склонение Луны достигает минимального месячного предела, останавливаясь на 18,134 ° северной или южной широты. Затмение сезона около мартовского равноденствия имеет солнечные и лунные затмения на четный саросе, в то время как другое затмение сезон около сентябрьского равноденствия имеет солнечные и лунные затмения на нечетный саросе.
Термин « лунная пауза», по- видимому, впервые был использован инженером Александром Томом в его книге 1971 года « Мегалитические лунные обсерватории». Термин солнцестояние, происходящий от латинского solstitium: sol - (солнце) + - stitium (остановка), описывает аналогичные крайности в переменном склонении Солнца. Очевидно, что ни Солнце, ни Луна не стоят на месте; на мгновение останавливается изменение склонения. Слово « тропик», как в « Тропике Козерога», происходит от древнегреческого значения «поворачивать», имея в виду, как восходящее (или нисходящее) движение превращается в нисходящее (или восходящее) движение в день солнцестояния.
Когда Земля вращается вокруг своей оси, кажется, что звезды в ночном небе движутся по круговым траекториям вокруг небесных полюсов. (Этот дневной цикл видимого движения называется суточным движением. ) Все звезды кажутся неподвижными на небесной сфере, окружающей наблюдателя. Точно так же, как положение на Земле измеряется с использованием широты и долготы, видимые места звезд на этой сфере измеряются по прямому восхождению (эквивалентно долготе) и склонению (эквивалентно широте). Если смотреть на Землю с 50 ° северной широты, любая звезда со склонением + 50 ° будет проходить прямо над головой (достигая зенита в верхней кульминации ) один раз в звездные сутки (23 часа 56 минут 4 секунды), независимо от того, видна ли она. в ночное время или закрыт в дневное время.
В отличие от звезд, Солнце и Луна не имеют фиксированного склонения. Поскольку ось вращения Земли наклонена примерно на 23,5 ° по отношению к линии, перпендикулярной ее орбитальной плоскости ( эклиптике ), склонение Солнца колеблется от + 23,5 ° в июньское солнцестояние до -23,5 ° в декабрьское солнцестояние, когда Земля вращается вокруг Солнца. один раз в тропический год. Поэтому в июне, в северном полушарии, то полуденное Солнце выше в небе, и в дневное время, то больше, чем в декабре. В Южном полушарии ситуация обратная. Эта наклонность приводит к временам года на Земле.
Склонение Луны также меняется, завершая цикл один раз в узловой лунный период : 27 212 дней. Таким образом, лунное склонение колеблется от положительного значения до отрицательного менее чем за две недели и обратно. Следовательно, менее чем за месяц высота Луны в верхней кульминации (когда она касается меридиана наблюдателя) может сместиться с более высокого положения в небе на более низкое над горизонтом и обратно.
Луна отличается от большинства естественных спутников вокруг других планет тем, что она остается около эклиптики (плоскости орбиты Земли вокруг Солнца), а не экваториальной плоскости Земли. Максимальное и минимальное склонение Луны изменяется, так как самолет из орбиты Луны вокруг Земли наклонен примерно 5.14 ° по отношению к плоскости эклиптики, и пространственное направление Луна наклонения орбиты постепенно изменяется в течение 18,6-летнего цикла, поочередно добавляя или вычитая из 23,5 ° наклона оси Земли.
Следовательно, максимальное склонение Луны варьируется примерно от (23,5 ° - 5 ° =) 18,5 ° до (23,5 ° + 5 ° =) 28,5 °. При малой остановке Луны Луна изменит свое склонение во время узлового периода с + 18,5 ° на -18,5 °, с общим диапазоном 37 °. Затем, 9,3 года спустя, во время сильной остановки Луны, Луна изменит свое склонение во время узлового периода с + 28,5 ° на -28,5 °, что составляет 57 ° в диапазоне дальности. Этого диапазона достаточно, чтобы довести высоту Луны до кульминации от высокой до низкой над горизонтом всего за две недели (половина орбиты).
Строго говоря, лунный тупик двигающегося положения в пространстве по отношению к направлению оси Земли и вращению Луны по орбите узлов ( лунная узловая прецессия ) один раз каждые 18,6 лет. Положение покоя не сохраняется в течение двух недель, в течение которых Луна переходит от своего максимального (положительного) склонения к минимальному (отрицательному) склонению, и, скорее всего, оно не будет точно совпадать ни с одним из крайних значений.
Однако, поскольку 18,6-летний цикл покоя намного длиннее орбитального периода Луны (около 27,3 дня), изменение диапазона склонения за периоды, равные половине орбиты, очень мало. Период прецессии лунных узлов в космосе немного короче, чем интервал покоя Луны из-за прецессии оси Земли, изменяющей наклон оси Земли в течение очень длительного периода относительно направления прецессии лунных узлов. Проще говоря, цикл остановки является результатом комбинации двух наклонов.
Азимут (горизонтальное направление) восход и захода меняется в зависимости от Луны узлового периода от 27.212 дней, в то время как изменение азимута в течение каждого узлового периода изменяется в зависимости от лунного периода ожидания (18,613 лет).
Для широты 55 ° северной широты или 55 ° южной широты в следующей таблице показаны азимуты восхода и захода Луны для самых узких и самых широких дуговых путей Луны по небу. Азимуты даны в градусах от истинного севера и применяются, когда горизонт свободен. Также приводятся данные о промежутке времени между серьезным и незначительным простоем.
Дуга полной Луны обычно достигает наибольшей ширины в середине зимы и наименьшей ширины в середине лета. Дуговая траектория новолуния обычно достигает максимальной ширины в середине лета и самой узкой в середине зимы. Дуга луны в первой четверти обычно достигает максимальной ширины в середине весны и самой узкой в середине осени. Дуга луны в последней четверти обычно достигает максимальной ширины в середине осени и самой узкой в середине весны.
Ранний закат луны в пустыне Мохаве, Калифорния (февраль 2016 г.)самая узкая дуга | самая широкая дуга | |||
---|---|---|---|---|
эпоха | восход луны | заход луны | восход луны | заход луны |
незначительная остановка | 124 ° | 236 ° | 56 ° | 304 ° |
на полпути | 135 ° | 225 ° | 45 ° | 315 ° |
серьезный застой | 148 ° | 212 ° | 32 ° | 328 ° |
самая широкая дуга | самая узкая дуга | |||
---|---|---|---|---|
эпоха | восход луны | заход луны | восход луны | заход луны |
незначительная остановка | 124 ° | 236 ° | 56 ° | 304 ° |
на полпути | 135 ° | 225 ° | 45 ° | 315 ° |
серьезный застой | 148 ° | 212 ° | 32 ° | 328 ° |
Для наблюдателей на средних широтах (не слишком близко к экватору или полюсу ) Луна является самой высокой в небе в каждый период в 24 часа, когда она достигает меридиана наблюдателя. В течение месяца эти высоты кульминации меняются, чтобы получить наибольшее значение и наименьшее значение. В следующей таблице показаны эти высоты в разное время в узловом лунном периоде для наблюдателя, находящегося на 55 ° северной широты или 55 ° южной широты. Наибольшая и наименьшая кульминации происходят с разницей в две недели.
эпоха | величайший | наименее |
---|---|---|
незначительная остановка | 53,5 ° | 16,5 ° |
на полпути | 58,5 ° | 11,5 ° |
серьезный застой | 63,5 ° | 6.5 ° |
эпоха | величайший | наименее |
---|---|---|
незначительная остановка | 53,5 ° | 16,5 ° |
на полпути | 58,5 ° | 11,5 ° |
серьезный застой | 63,5 ° | 6.5 ° |
В следующей таблице показаны некоторые случаи остановки Луны. Приведены времена, когда лунный узел прошел точку равноденствия - наибольшее склонение Луны происходит в пределах нескольких месяцев от этого времени, в зависимости от ее детальной орбиты. Однако это явление наблюдается в течение года или около того по обе стороны от этих дат.
серьезный застой | незначительная остановка |
---|---|
Май 1988 г. | Февраль 1997 г. |
Июнь 2006 г. | Октябрь 2015 г. |
Апрель 2025 г. | Март 2034 г. |
Сентябрь 2043 г. | Март 2053 г. |
Во время небольшого лунного покоя приливные силы (силы гравитации) солнечных объектов более выровнены. Это приводит к увеличению амплитуды приливов и приливов с интервалом 18,6 лет.
Более подробное объяснение лучше всего рассматривать с точки зрения путей Солнца и Луны на небесной сфере, как показано на первой диаграмме. Это показывает абстрактную сферу, окружающую Землю в центре. Земля ориентирована так, что ее ось расположена вертикально.
Солнце, по определению, всегда видно на эклиптике (видимый путь Солнца по небу), в то время как Земля наклонена под углом e = 23,5 ° к плоскости этого пути и совершает один оборот вокруг Солнца за 365,25636 дней, немного дольше одного года из-за прецессии, изменяющей направление наклона Земли.
Орбита Луны вокруг Земли (показана пунктиром) наклонена под углом i = 5,14 ° относительно эклиптики. Один оборот вокруг Земли Луна совершает за 27,32166 суток. Две точки, в которых Луна пересекает эклиптику, известны как ее орбитальные узлы, обозначенные как «N1» и «N2» (восходящий узел и нисходящий узел, соответственно), а линия, соединяющая их, известна как линия узлов. Из-за прецессии наклонения орбиты Луны эти точки пересечения, узлы и положения затмений постепенно смещаются вокруг эклиптики за период 18,59992 года.
Глядя на диаграмму, обратите внимание, что когда линия узлов Луны (N1 и N2) вращается немного больше, чем показано, и выравнивается с экватором Земли (спереди назад, N1, Земля и N2 кажутся одной и той же точкой), орбита Луны достигнет наибольшего угла с экватором Земли, и через 9,3 года (спереди назад, N2, Земля, N1 кажутся одной и той же точкой) она будет наименьшей: склонение (наклон) 5,14 ° орбиты Луны либо добавляет к (значительному покою), либо вычитает из (незначительное неподвижное состояние) наклон оси вращения Земли (23,439 °).
Склонение Луны в 2005–06 гг.Влияние этого на склонение Луны показано на второй диаграмме. В течение узлового периода, когда Луна вращается вокруг Земли, ее склонение изменяется от - m ° до + m °, где m - число в диапазоне ( e - i) ≤ m ≤ ( e + i). При небольшой остановке (например, в 2015 г.) его склонение в течение месяца изменяется от - ( e - i) = –18,5 ° до + ( e - i) = 18,5 °. Во время сильной остановки (например, в 2005-2006 гг.) Склонение Луны изменялось в течение каждого месяца от примерно - ( e + i) = –28,5 ° до + ( e + i) = 28,5 °.
Максимальные склонения Луны в 2005–06 гг.Однако дополнительная тонкость еще больше усложняет картину. Гравитационное притяжение Солнца к Луне притягивает ее к плоскости эклиптики, вызывая небольшое колебание примерно на 9 угловых минут в течение 6-месячного периода. В 2006 году это привело к тому, что, хотя максимум за 18,6 лет пришелся на июнь, максимальное склонение Луны было не в июне, а в сентябре, как показано на третьей диаграмме.
Поскольку Луна относительно близко к Земле, лунный параллакс изменяет склонение до 0,95 ° при наблюдении с поверхности Земли по сравнению с геоцентрическим склонением, склонением Луны от центра Земли. Геоцентрическое склонение может примерно до 0,95 ° отличаться от наблюдаемого. Величина этого параллакса зависит от широты, поэтому наблюдаемый максимум каждого цикла покоя меняется в зависимости от места наблюдения.
Атмосферная рефракция - отклонение луча от луны при прохождении через атмосферу Земли - изменяет наблюдаемое склонение Луны, особенно на малых высотах, где атмосфера толще (глубже).
Не все максимумы наблюдаются из всех мест в мире - Луна может быть ниже горизонта в конкретном месте наблюдения во время максимума, а к моменту восхода она может иметь меньшее склонение, чем наблюдаемый максимум в какой-то другой день..
События в Сиднее, Австралия | Дата / время | РА | Декабрь | Az. | Elev | Лунная фаза |
---|---|---|---|---|---|---|
Ближайший просмотр "истинного максимума" в пятницу, 15 сентября, в сумерки. | Четверг, 14 сентября 19:53 | 04: 42: 57.32 | +29: 29: 22.9 | 3 ° | 27 ° | 46% убывающая |
Самый высокий видимый максимум в сумерках | Вторник, 4 апреля 07:49 | 06: 03: 11.66 | +29: 30: 34,5 | 350 ° | 26 ° | 38% восковая эпиляция |
Самый высокий видимый максимум в темноте | Вторник, 4 апреля 09:10 | 06: 05: 22.02 | +29: 27: 29,4 | 332 ° | 21 ° | 39% восковая эпиляция |
Самый низкий видимый минимум в условиях гражданских сумерек | Среда, 22 марта 19:45 | 18: 10: 57,40 | −28: 37: 33,2 | 41 ° | 83 ° | 50% убывание |
Самый низкий видимый минимум в темноте | Среда, 22 марта 18:36 | 18: 09: 01.55 | −28: 36: 29,7 | 80 ° | 71 ° | 50% убывание |
События в Лондоне, Англия | Дата / время | РА | Декабрь | Az. | Elev | Лунная фаза |
Самый высокий видимый максимум в сумерках | Пятница, 15 сентября 05:30 | 06: 07: 12.72 | +28: 19: 52.6 | 150 ° | 64 ° | 42% убывающих |
Самый высокий видимый максимум в темноте | Вторник, 7 марта 19:43 | 05: 52: 33.05 | +28: 18: 26.9 | 207 ° | 64 ° | 60% восковая эпиляция |
Самый низкий видимый минимум в условиях гражданских сумерек | Пятница, 29 сентября 17:44 | 17: 49: 08.71 | −29: 31: 34,4 | 186 ° | 9 ° | 43% восковая эпиляция |
Самый низкий видимый минимум в темноте | Суббота, 2 сентября 20:50 | 18: 15: 08.74 | −29: 25: 44,0 | 198 ° | 7 ° | 70% восковая эпиляция |
Обратите внимание, что все даты и время в этом разделе и в таблице указаны в UTC, все положения звездного неба указаны в видимых топоцентрических координатах, включая эффекты параллакса и рефракции, а фаза Луны показана как часть диска Луны, которая горит.
В 2006 году минимальное склонение Луны, если смотреть из центра Земли, было в 16:54 UTC 22 марта, когда Луна достигла видимого склонения -28: 43: 23,3. Следующими двумя лучшими претендентами стали 20:33 29 сентября при склонении −28: 42: 38,3 и 13:12 2 сентября при склонении −28: 42: 16,0.
Максимальное лунное склонение, как видно из центра Земли, был в 01:26 15 сентябре, когда склонение достигло +28: 43: 21,6. Следующее по величине было в 07:36 4 апреля, когда оно достигло +28: 42: 53,9.
Однако эти даты и время не представляют максимумы и минимумы для наблюдателей на поверхности Земли.
Например, с учетом рефракции и параллакса наблюдаемый максимум 15 сентября в Сиднее, Австралия, был на несколько часов раньше, а затем произошел при дневном свете. В таблице показаны основные замеры, которые были фактически видны (т. Е. Не при полном дневном свете и с Луной над горизонтом) как из Лондона, Великобритания, так и из Сиднея, Австралия.
Для других мест на поверхности Земли положение Луны можно рассчитать с помощью калькулятора эфемерид JPL. Во время большого лунного покоя Луна находилась на 29-й параллели, потому что затмения саро с нечетными номерами произошли около мартовского равноденствия, а саро с четными номерами - около сентябрьского равноденствия. Во время небольшого лунного покоя Луна находилась на 18-й параллели, потому что затмения саро с четными номерами произошли около мартовского равноденствия, а саро с нечетными номерами произошли около сентябрьского равноденствия.