что такое плоскость эклиптики в астрономии
Плоскость эклиптики
Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом: ε = 23°26’21″,448 — 46″,815 t — 0″,0059 t² + 0″,00181 t³, где t — число юлианских столетий, протёкших от начала 2000. Эта формула справедлива для ближайших столетий. В более продолжительных отрезках времени наклон эклиптики к экватору колеблется относительно среднего значения с периодом приблизительно 40000 лет. Кроме того, наклон эклиптики к экватору подвержен короткопериодическим колебаниям с периодом 18,6 лет и амплитудой 18″,42, а также более мелким (см. Нутация).
Название «эклиптика» связано с известным с древних времён фактом, что солнечные и лунные затмения происходят только тогда, когда Луна находится вблизи точек пересечения её орбиты с эклиптикой. Эти точки на небесной сфере носят название лунных узлов. Эклиптика проходит по зодиакальным созвездиям и Змееносцу. Плоскость эклиптики служит основной плоскостью в эклиптической системе небесных координат.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Плоскость эклиптики» в других словарях:
Плоскость Лапласа — Плоскость Лапласа плоскость, проходящая через центр масс Солнечной системы перпендикулярно вектору момента количества движения[1], иначе говоря она перпендикулярна вектору суммарного орбитального момента всех планет и вращательному моменту… … Википедия
Ось эклиптики — Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия
Северный полюс эклиптики — Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия
Южный полюс эклиптики — Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия
Фундаментальная плоскость — Фундаментальная плоскость плоскость, выбором которой (как, впрочем, и началом координат в заданной точке этой плоскости) определяются различные системы сферических, географических, геодезических и астрономических координат (включая небесные … Википедия
Лапласа неизменяемая плоскость — плоскость, проходящая через центр масс Солнечной системы перпендикулярно вектору момента количества движения. Понятие Л. н. п. было введено в 1789 П. Лапласом, указавшим на преимущества её использования в качестве основной координатной… … Большая советская энциклопедия
Глубокий обзор эклиптики — (англ. Deep Ecliptic Survey) проект по поиску объектов пояса Койпера, с использованием средств Национальной оптической астрономической обсерватории (NOAO) в Национальной обсерватории Китт Пик. Глава проекта Боб Миллис. Проект действовал с… … Википедия
Эклиптика — Плоскость эклиптики хорошо заметна на этом изображении, полученном в 1994 году космическим кораблём лунной разведки Клементина. Камера Клементины показывает (справа налево) Луну освещённую Землёй, блики Солнца, восходящего над тёмно … Википедия
Вертикал — Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия
Вертикальная линия — Небесная сфера разделена небесным экватором. Небесная сфера воображаемая вспомогательная сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные светила: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы, как… … Википедия
Что такое плоскость эклиптики?
Эклиптика – круг небесной сферы, по которому выполняется видимое годичное движение Солнца. Изучите плоскость небесной эклиптики, угол и точки, карта и наклон.
Если вы интересуетесь астрономией, то еще не раз услышите словосочетание эклиптика и плоскость эклиптики. Речь идет о плоскости земной орбиты, но для простых обывателей это мало о чем говорит. Космическое пространство представляет собою трехмерных вакуум. Просто представьте гигантский бассейн с подвешенными планетами. Земля вращается по орбите вокруг Солнца под определенным углом. Важно понимать, что наша орбита не круглая, а эллиптическая. На схемах эту линию чаще всего отмечают пунктиром. Если вы сделаете ее сплошной, то получите плоскость эклиптики. Если быть точнее, то Солнечную систему можно назвать плоской, потому планетарные орбиты расположены рядом с плоскостью или на ней.
Когда мы очерчиваем положение объектов в пределах системы, то используем понятие плоскости как главную составляющую. Между плоскостями орбитальной и эклиптики установлен угол – наклон эклиптики. Пока Плутон не сместили в разряд карликовых планет, считалось, что у него наиболее экстремальный наклон – 17°. Теперь его позицию занимает Меркурий – 7°. Но подобный наклон установлен и между плоскостью солнечного экватора и эклиптики. Есть еще более резкие показатели: Эрида (44°) или Паллас (34°).
Это явление именуют именно так из-за механизма затмений. Дело в том, что солнечное затмение происходит только в том случае, если Луна пересекла плоскость и закрывает звезду. Земной спутник проделывает эту процедуру дважды в месяц. Солнечное затмение можно увидеть в момент пересечения на Новолуние, а лунное ожидайте, когда это происходит в Полнолуние.
Интересно, что наклон оси вращения Земли (23.5°) привел к тому, что на Земле существует смена сезонов (времена года). Это происходит из-за изменения количества поступления солнечного освещения. То же самое происходит и на других планетах. Например, Уран может похвастаться наклоном в 97.8°, из-за чего его времена года сильно отличаются. Также затмение связано с зодиакальным кругом. В календаре Китая можно найти дюжину созвездий и каждый символ имеет свое астрономическое значение. Чтобы лучше разобраться в теме, используйте звездные карты эклиптики, позволяющие намного проще отыскать небесные тела в небе и созвездия.
Что такое эклиптика
Изначально эклиптикой называлась окружность, которая обозначает траекторию движения Солнца на земном небе.
Эклиптика в древности
С древних времен человек с большим интересом наблюдал за небом. Научные знания древних людей были крайне фрагментарны, в связи с этим у первобытных людей сильно развилась вера в сверхъестественные силы, представления о том, что силами природы на земле и в небе управляют высшие существа (боги). Изображения небесных тел, таких как Солнце, Луна и яркие звезды (в том числе и возможные сверхновые) часто встречаются в наскальных рисунках первобытных людей. Солнце на этих рисунках каменного и бронзового века часто изображается в виде диска, диска с точкой, диска с расходящимися лучами или креста, заключенного в круг. Кроме того, знание объектов неба упрощало древним людям ориентирование на местности. С переходом человеческой цивилизации от охоты и собирательства к земледелию и скотоводству возникла большая потребность в создании календарей. Человеку было необходимо знать, когда проводить различные сельскохозяйственные работы, к примеру, посев или жатву. С древнейших времен человек заметил, что погода подвержена циклическим изменениям – к примеру, зима сменяет лето и т.д. С другой стороны первые земледельческие цивилизации возникли в долинах крупных рек (Нила, Евфрата, Тигра, Инда, Ганга, Хуанхэ и Янцзы). Первые земледельческие цивилизации активно использовали систему ирригационных каналов для орошения своих полей. Каждый год уровень воды в этих реках испытывал циклические колебания. Для решения задачи предсказания погодных условий и времени наступления разливов рек очень пригодились знания о движении Солнца. Древние люди достаточно быстро отметили, что движение Солнца по небу повторяется примерно через 365 земных суток (земной год). Первые свидетельства о создании солнечного календаря относятся к 5 тысячелетию до нашей эры (Древний Египет). Результатом создания годичного календаря стало внедрение системы летосчисления. Примечательным доказательством того, что уже в Древнем мире понимали важность наблюдения за Солнцем, является т.н. Стоунхендж в современной Великобритании. Предполагается, что сооружение, строительство которого датируется примерно третьим тысячелетием до нашей эры, было построено таким образом, чтобы тщательно отслеживать Солнце в день летнего солнцестояния (примерно 22 июня). Днем солнечного солнцестояния называется время года, с максимальной длительностью светового дня, и соответственно с самым коротким темным временем (продолжительностью ночи). Наиболее примечательные камни Стоунхенджа расположены оптимальным образом для наблюдения восхода и заката Солнца именно в день зимнего солнцестояния. С другой стороны отмечено неслучайное расположение камней древнего сооружения для наблюдения Солнца в день зимнего солнцестояния – времени максимальной длительности темного времени суток и минимальной длительности светлого времени суток.
С другой стороны отмечено, что отверстия в камнях Стоунхенджа были установлены таким неслучайным образом, чтобы проводить наблюдения закатов Луны во время максимального удаления от траектории Солнца (эклиптики). Такие события называются “верхняя Луна” и “нижняя Луна”. Во время них Луна отдаляется от эклиптики примерно на 5 градусов. Данные события вызваны тем, что орбиты Луны отличаются друг от друга на 5.1 градусов.
В дни, когда Луна пересекает эклиптику, появляется возможность лунных и солнечных затмений. В первом случае Луна затмевается тенью Земли от Солнца, во втором случае происходит покрытие диска Солнца диском Луны. Британский астроном Джеральд Хокинс (1928-2003 годы) показал, что Стоунхендж мог использоваться даже для прогноза наступления солнечных и лунных затмений. В качестве доказательства он привел факт обнаружения т.н. “лунок Обри“. Эти лунки впервые были обнаружены английским археологом Джоном Обри во второй половине 17 века, и представляли собой небольшие ямки, заполненные мелом. Число найденных лунок составило 56. Данное число очень близко к т.н. экселигмосу, которое представляет собой промежуток времени, через который лунные и солнечные затмения повторяются примерно при одних и тех же условиях видимости. Точное значение экселигмоса равно 54 годам. Хотя из-за постоянных гравитационных возмущений в Солнечной Системе абсолютно точного повторения солнечных и лунных затмений не происходит, вероятно, древние жрецы активно использовали прогнозы лунных и солнечных затмений для манипуляции общественным мнением. Существуют сведения о том, что прогнозировать затмения могли древние вавилоняне и греки. В частности изучение Антикитерского механизма показало, что среди циклов его шестеренок присутствует цикл, состоящий из 223 лунных месяцев. Если утроить этот период времени, то он в точности будет равен экселигосу.
Диаграмма эффектов циклов Миланковича во времени
Земная ось вращения наклонена к эклиптике примерно на 24 градуса. Благодаря этому наклону на Земле происходит постоянная смена сезонов от экватора до полюсов. С другой стороны земная ось вращения не является жестко зафиксированной в пространстве, она испытывает несколько видов периодических колебаний по причине гравитационных возмущений от других объектов Солнечной Системы. Эти колебания заключены как в диапазоне десятков тысяч лет (прецессия с периодом в 26 тысяч лет), так и в несколько десятков лет (нутация с периодом в 19 лет). Первое колебание было открыто ещё древнегреческим астрономом Гиппархом, второе английским астрономом Джеймсом Бредли в 1728 году. Данные колебания земной оси вызывают небольшое смещение положения Солнца от эклиптики для земного наблюдателя. В 1932-1934 годах сербский астрофизик Милутин Миланкович (1879-1958 годы) начал исследования более длительных циклов. Ныне эти циклы известны, как циклы Миланковича.
Теоретики, предполагают, что 100-тысячелетние циклы Миланковича могут быть причиной периодических ледниковых периодов на Земле в последний миллион лет. Физический смысл этих циклов заключается в том, что в отдельные тысячелетия северное или южное полушарии получают несколько больше или меньше солнечного света. Когда северное полушарие испытывает дефицит энергии, то на нем начинается процесс накопления полярного льда (северное полушарие включает в себя больше суши по сравнению с южным полушарием).
Зодиак
Так как научные знания в древности были крайне скудными, то в древние время люди часто пытались объяснить непонятные явления влиянием богов или божественных сил. Одно из подобных суеверий заключалось в попытке спрогнозировать судьбу человека на основе даты его рождения. Так как до 19 века истинные расстояния до звезд оставались загадкой, то в древние времена возник миф, о том, что положения звезд на небе не являются случайными. В связи с этим мифом люди пытались объединять яркие звезды на небе в определенные созвездия, которые наделяли особым мистическим смыслом. Особое значение древние люди придавали созвездиям, которые лежали на эклиптике. Эти созвездия были названы зодиакальными. Эклиптика разделена на 12 созвездий – по числу месяцев в году или по числу оборотов Луны вокруг Земли в течение одного года. Считается, что имена зодиакальным созвездиям дали древние греки.
Долгое время зодиакальные созвездия активно использовались для прогнозирования судеб людей или даже целых государств (за точку отчета бралось положение Солнца в определенном созвездии в момент его рождения или во время других важных событий). Позже, как бы в насмешку над этими суевериями, в 1930 году профессиональные астрономы при финальном разделе неба на созвездия добавили 13-ое зодиакальное созвездие Змееносца (Солнце проходит через него примерно между 30 ноября и 17 декабря).
Кроме точек зимнего и летнего солнцестояния существуют точки весеннего и осеннего равноденствия. Эти точки обозначают время, когда световой день равен световой ночи – примерно 20-21 марта и 22-23 сентября. С другой стороны эти точки представляют собой время пересечения Солнцем небесного экватора. По причине прецессии эти точки испытывают постоянную миграцию по эклиптике (за последние две тысячи лет они сместились на 20 градусов). Так в начале нашей эры точка весеннего равноденствия была расположена в зодиакальном созвездии Овна, к сегодняшнему дню она сместилась в созвездие Рыб. Аналогично точка осеннего равноденствия переместилась из созвездия Весов в созвездие Девы.
Плоскости орбит объектов Солнечной Системы
По современным теоретическим представлениям Солнечная Система образовалась в протопланетном газопылевом облаке. В связи с этим изначально большинство орбит образовавшихся объектов Солнечной Системы находилось в одной плоскости. Исключение составляли лишь кометные орбиты облака Оорта (большинство комет образовались в протозвездной туманности или были гравитационно захвачены Солнцем в межзвездном пространстве). В частности чаще всего “чужие“ кометы (пришельцы из межзвездной среды) встречаются на ретроградных орбитах. Такими орбитами называют орбиты с обратным (ретроградным) движением. Их наклонение заключено между 90 и 180 градусов.
После образования Солнечной Системы по причине постоянных гравитационных возмущений между объектами Солнечной Система, а так же от близких пролетов звезд происходило постоянное изменение орбит объектов Солнечной Системы (планет, астероидов). В частности орбиты становились более эксцентричными (менее круговыми), а их наклонение стало отличаться от изначальной плоскости протопланетного диска. Максимальное отличие наклонения планет Солнечной Системы от наклонения земной орбиты наблюдается у Меркурия (7 градусов), а минимальное отличие у Урана (меньше одного градуса).
В частности у наиболее крупной карликовой планеты Солнечной Системы (Эриды) наклонение орбиты достигает 44 градуса.
В целом большинство орбит объектов Солнечной Системы находится вблизи эклиптики. В связи с этим поиски околоземных астероидов и комет, которые могут столкнуться с Землей, практически не ведутся в районе эклиптических полюсов.
Предполагается, что гравитационные возмущения между объектами Солнечной Системы и близкими звездами привели не только к изменению орбит объектов Солнечной Системы, но и изменили наклонения осей вращения планет от изначального перпендикулярного направления к плоскости эклиптики. Как известно ось вращения Земли наклонена к эклиптике на 24 градуса. Из планет Солнечной Системы этот наклон является минимальным у Меркурия (0.01 градусов), а максимальным у Венеры (177 градусов) и Урана (98 градусов). Интересно отметить, что и у Солнца ось вращения не является строго перпендикулярной эклиптике. Её наклон составляет примерно 6 градусов. В последние годы теоретики объясняют существование этого наклона влиянием не открытой девятой планеты, масса которой в 5-10 раз превышает массу Земли, а период обращения составляет 10-20 тысяч лет.
Кроме планет, астероидов и комет в Солнечной Системе можно наблюдать т.н. зодиакальный свет, скопления пыли, которые расположены преимущественно в плоскости эклиптики. Этот свет можно увидеть даже невооруженным глазом при полном отсутствии ночного освещения. Предполагается, что источником этой пыли являются столкновения между астероидами. Прогнозируется, что данная пыль не может оставаться долгое время в Солнечной Системе по причине выдувания её солнечным светом.
Наклонения орбит планет у других звезд
В последние десятилетия появилась возможность наблюдать чужие планетные системы у других звезд, а так же их протопланетные диски. Нынешние наблюдения показали, что практически у каждой звезды могут существовать хотя бы маленькие планеты на небольшом расстоянии от звезды (внутри земной орбиты). Примерно в шести сотнях случаев открыты планетные системы с несколькими планетами (до восьми в системе Кеплер-90). Открытие систем вроде Кеплер-90 с восьмью транзитными планетами и TRAPPIST-1 с семью транзитными планетами хорошо доказывает, что большинство случаев наклонения орбит экзопланет близки к друг другу (как и в Солнечной Системе). С другой стороны подробное изучение планетных систем с открытыми транзитными планетами привело к обнаружению многочисленных случаев нетранзитных планет. То есть эти системы отличаются большой разницей между наклонениями орбит экзопланет.
Проградная и ретроградная орбиты планеты
С другой стороны измерения лучевых скоростей звезд с известными транзитными планетами позволяют определить угол между экватором звезды и плоскостью орбиты транзитной планеты (т.н. Rossiter–McLaughlin(RM)-эффект). К настоящему времени этот эффект измерен для 134 транзитных планет.
Измеренные углы показали, что орбиты большинства транзитных планет находятся вблизи плоскости экватора своих звезд
В то же время, как следует из вышеприведенных схем, у некоторых транзитных планет наблюдается даже ретроградное вращение. Теоретики предполагают, что такие необычные орбиты связаны с наличием в системе других массивных объектов (к примеру, планет или звезд).
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Эклиптика
Эклиптика – небесная сфера, отмечающая годичное движение Солнца с позиции Земли. Узнайте, как выглядят точки на схеме эклиптики Солнца, определение угла.
Просто вообразите, что получили возможность наблюдать за Солнцем относительно звезд и прочих небесных объектов. Если бы вы могли это сделать, то провели бы линию в течение всего года. Эту линию в научных кругах именуют эклиптикой.
Откуда такое название? Просто, когда новая или полная Луна подходит к ней близко, то получаем затмение (затмение от английского «eclipse»).
Наша планета Земля совершает обороты вокруг звезды Солнца по орбитальному пути. Он очерчивает плоскость – бесконечный двумерный лист. Его называют плоскостью эклиптики.
Остальные планеты в Солнечной системе также совершают вращения, но их плоскости расположены в небольшом наклоне по отношению эклиптической. Именно поэтому транзиты Венеры (через Солнце) происходят так редко (чаще всего, она проходит выше или ниже него).
Если вам повезло расположиться в темном месте и на небе нет яркой Луны, то у вас получится рассмотреть зодиакальный свет. Линия посередине будет эклиптикой (зодиакальный свет рождается из-за отражения лучей Солнца от пыли, сосредоточенной на приближенной к эклиптике плоскости).
Современные ученые для определения позиций небесных тел применяют экваториальные координаты: прямое восхождение и склонение (как долгота и широта, но в космических рамках). Но в Европе вплоть до 17 века широко использовали координаты эклиптики. Но еще больше удивляет, что астрономы в Древнем Китае умудрялись применять экваториальные координаты!
Что такое эклиптика? Все о космосе
Наблюдение за звездным небом во все века служило людям для получения нужной информации. Мы находим астрономические таблицы у египтян, шумеров, майя. По ним древние люди определяли время начала сельскохозяйственных работ, разлива рек, солнечные и лунные затмения, создавали календари. Во времена Великих географических открытий звезды служили единственным ориентиром для кораблей в океане. Поэтому астрономические знания были жизненно важны. Все, кто когда-либо интересовался астрономией, слышал название «эклиптика». Это понятие встречается при описании движения небесных тел, определении звездных координат. Рассмотрим, что такое эклиптика.
История
В древности, когда люди считали Землю плоской и покрытой небесной чашей, движение солнца объясняли по-разному. Это бог Ра у египтян проплывал на своей лодке, или Гелиос у греков правил колесницей. Но путь этих богов по небу повторялся год от года.
В геоцентрической системе мира Птолемея Солнце вращалось вокруг Земли вместе с другими планетами, и путь его в течение года был назван эклиптикой солнца. Эта воображаемая линия служила важным ориентиром для определения координат и была одним из основных элементов армиллярной сферы. С помощью армиллярной сферы определялись звездные координаты, и эклиптика на ней обычно представляла широкое кольцо с изображением знаков зодиака. Что такое эклиптика в современной науке?
Определение
После открытия Коперника стало ясно, что видимое с Земли движение Солнца по эклиптике объясняется движением Земли вокруг центрального светила. Но это понятие не перестало существовать. Слово «эклиптика» произошло от древнегреческого «эклипсис», что значит «затмение». Только на этой линии наблюдаются солнечные и лунные затмения. Современная астрономия определяет эклиптику как круг, по которому солнце движется в течение года. Если быть точнее, то это линия сечения сферы плоскостью орбиты геометрического центра пары Земля-Луна.
Плоскость
Зодиак
В астрономии пояс небосвода примерно по 9 о по обе стороны от эклиптики называется зодиакальным поясом. В нем Солнце проходит тринадцать созвездий. Это двенадцать всем хорошо известных созвездий эклиптики, принятых в астрологии, и Змееносец.
Это весеннее равноденствие 21 марта (созвездие Рыб), летнее солнцестояние 22 июня (созвездие Рака), осеннее равноденствие 22 сентября (созвездие Весы) и зимнее солнцестояние 22 декабря (Козерог).
Змееносец
Эклиптическая система координат
Типы координат
Существует два типа эклиптических координат. В первом типе за центральную точку принимается центр Земли. Такая геоцентрическая система используется в основном для расчетов лунных орбит. Во втором типе координат центром считается середина Солнца, и эта система используется при расчете орбит планет Солнечной системы. Учитывая периодические колебания угла наклона эклиптики, надо иметь в виду эпоху, когда были определены те или иные координаты. Для этого постоянно определяются текущие координаты полюсов эклиптики и Солнца.
Зодиакальная система координат
Эта система координат применяется в астрологии. Основной координатой здесь является зодиакальная позиция, которая вычисляется на основе эклиптической долготы. Широта в этой системе в основном не используется. Но в особых случаях определяется так же, как и в астрономии. Годичное движение Солнца и эклиптика служат важными индикаторами для астрологии.
Астрология
Полеты в пространстве
Во многих фантастических романах описываются приключения космических кораблей, астероидов, попавших в пояс, который расположен между орбитами Марса и Юпитера. Такие эпизоды есть у Ефремова, Стругацких, Лема. Пояс астероидов, как и все планеты Солнечной системы, вращается в плоскости эклиптики. Может быть, стоит выйти за пределы этой плоскости и избежать всех возможных столкновений? К сожалению, по законам небесной механики, это требует очень больших затрат энергии и, соответственно, большого количества дополнительного топлива. Кроме того, стоит учитывать, что обратное возвращение потребует тоже больших энергозатрат. В перспективе рассматриваются космические корабли с солнечным парусом, которые используют солнечный ветер.
Так, первые, запущенные еще в 70-е годы, зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» уже покинули пределы Солнечной системы под действием тяготения Юпитера и Сатурна. Во всех этих расчетах понятие эклиптики играет фундаментальную роль. Что такое эклиптика для межпланетных путешествий, уже объяснять не надо.