Как вращается солнце по эклиптике

Видимое движение Солнца по эклиптике

1. Годичные изменения полуденной высоты Солнца и вида звездного неба. Каждому хорошо известно, что высота Солнца над горизонтом в полдень, то есть его высота в верхней кульминации, меняется в течение года. Летом Солнце поднимается очень высоко; самое высокое положение оно занимает 22 июня. Этот день (самый длинный) называют днем летнего солнцестояния. Каждый следующий день Солнце кульминирует все ниже и ниже. Всего ниже его верхняя кульминация происходит 22 декабря; это день зимнего солнцестояния. 22 декабря день бывает самым коротким, потому что в этот день путь Солнца над горизонтом всего короче; оно поздно восходит и рано заходит.

Около 21 марта и 23 сентября высота Солнца в верхней кульминации бывает средней между высотами его в летнем и зимнем солнцестоянии, а день по продолжительности становится равен ночи. Поэтому 21 марта называют днем весеннего равноденствия, а 23 сентября — днем осеннего равноденствия.

Если высота Солнца в кульминации меняется, значит, меняется и его положение на небесной сфере по отношению к полюсу мира и небесному экватору. «Действительно, звезды занимают неизменное положение относительно полюса мира и небесного экватора и кульминируют каждая на определенной, всегда одной и той же высоте над горизонтом. По этой же причине каждая звезда восходит и заходит в определенной, всегда одной и той же точке горизонта. Между тем Солнце заходит, например, летом на северо-западе, зимой — на юго-западе, а в дни равноденствий — в точке запада.

В дни равноденствий Солнце находится на небесном экваторе. В самом деле, в эти дни Солнце восходит в точке востока и заходит в точке запада, а в этих точках и пересекается с горизонтом небесный экватор.

Поскольку летом Солнце в полдень имеет высоту, большую, чем 90°-ф, то есть чем высота, на которой небесный экватор пересекает меридиан, значит, Солнце находится в это время над экватором (в северном полушарии неба). Зимой же Солнце находится в южном полушарии неба (под небесным экватором). Измеряя угломерным инструментом полуденные высоты Солнца, мы увидим, что наибольшее удаление Солнца от небесного экватора к северу составляет 23°27′ (22 июня) и таково же наибольшее удаление его к югу от экватора (22 декабря). Иначе говоря, склонение Солнца изменяется от +23°27′ до -23°27′.

Однако Солнце перемещается по небесной сфере в течение года не только по отношению к небесному экватору, но и в направлении, обратном суточному вращению небесной сферы. Это его годичное движение, но очень медленное, не надо смешивать с суточным сравнительно быстрым. движением по часовой стрелке. Годичное движение Солнца происходит навстречу его суточному движению.

Убедиться в этом можно, замечая, какие звезды бывают в верхней кульминации в полночь, то есть какие созвездия находятся на небесной сфере в стороне, противоположной Солнцу. Эти созвездия все время меняются в течение года. Зимой в полночь кульминируют звезды одних созвездий, а летом — Других.

Кроме того, можно заметить, что если какое-либо созвездие кульминирует, скажем, через 6 часов после Солнца, то через месяц это же созвездие кульминирует уже через 4 часа, а еще позднее его совсем не будет видно, потому что оно скрывается в лучах Солнца. Значит, Солнце сместилось на небесной сфере к этому созвездию с запада на восток (против часовой стрелки). Через некоторое время указанное созвездие будет все раньше показываться из-за горизонта, предшествуя восходу Солнца.

2. Эклиптика и зодиак. Сопоставляя все наблюдения, описанные выше, мы приходим к выводу, что Солнце в течение года перемещается на небесной сфере по большому кругу, плоскость которого наклонена к плоскости небесного экватора на 23°27′.

Эклиптикой называется большой круг небесной сферы, по которому в течение года перемещается центр Солнца (Рисунок 44). В течение года Солнце совершает полный оборот по эклиптике, двигаясь против часовой стрелки. За сутки же Солнце смещается по эклиптике к востоку на 360°:365, то есть приблизительно на 1°.

Рисунок 44 — Эклиптика и экватор.

Точки пересечения эклиптики с небесным экватором называются точками весеннего и осеннего равноденствия, соответственно тому, когда в них бывает Солнце.

Точки солнцестояний на эклиптике отстоят от точек равноденствия на 90° и больше всего удалены от экватора.

Годичное движение Солнца по эклиптике — явление кажущееся, оно вызвано обращением Земли вокруг Солнца.

При вращении небесной сферы положение эклиптики относительно горизонта все время меняется, поэтому на чертеже небесной сферы с горизонтом и меридианом эклиптику обычно не изображают.

В настоящее время точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыб, осеннего — в созвездии Левы.

Двенадцать созвездий, через которые проходит эклиптика, образуют пояс зодиака и называются зодиакальными (зодиак — слово греческое, означающее «круг животных»). Вот эти созвездия: Рыба, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей. Вы можете их найти на карте звездного неба в конце книги.

Около полуночи в южной стороне неба всегда находится то зодиакальное созвездие, которое в данном месяце противоположно Солнцу. Например, в ноябре Солнце находится в созвездии Скорпиона и около полуночи кульминируют звезды противоположного ему созвездия Тельца. Около полудня кульминирует то зодиакальное созвездие, в котором в это время находится Солнце, но оно может быть видимо в это время лишь в случае полного солнечного затмения.

Упражнение 6.

1. Чему равна (в градусах) полуденная высота Солнца в вашей местности 22 июня, 23 сентября и 22 декабря?

2. Широта Ленинграда 60°, Еревана 40°. Определите (построением) полуденные высоты Солнца в этих городах в летнее и в зимнее солнцестояние и сравните их.

Источник

Что такое эклиптика? Движение Солнца через Зодиак

На протяжении года Солнце перемещается по небосклону. В этом отражается вращение Земли вокруг светила. Большой круг небесной сферы, по которому движется Солнце, называется эклиптикой. Так что такое эклиптика и для чего она нужна?

Эклиптика простыми словами

Эклиптику лучше всего рассматривать на примере карусели. Когда сидишь на лошадке и начинаешь кружиться, то в это время виден весь парк с аттракционами. Сначала вы видите центральный столб своей карусели, а если посмотрите дальше, то и другие аттракционы, билетный киоск, какие-то рекламные щиты.

Плоскость эклиптики похожа на эту карусель. Если лошадку заменить планетой Земля, а вместо центра столба представить Солнце, то можно проследить движение планеты вокруг светила. Наша Земля перемещается по орбите со скоростью около тридцати километров в секунду. Из-за этого все, что находится за Солнцем, то есть за нашим центральным столбом карусели, постоянно меняется: будто сидишь на лошадке и смотришь вдаль, а там на каждом участке круга задняя картина парка всегда разная: киоски, кафе, другие аттракционы и т. д. Так и здесь, наша планета вращается вокруг Солнца, а все, что позади него, все звезды, галактики, всегда разные: мы видим определенные созвездия в определенные моменты на том месте, где они были в то же время год назад.

Эта траектория движения, эта определенная линия, по которой движутся Земля, Солнце и любая другая планета, называется эклиптикой.

Годичные изменения

Каждый знает, что высота Солнца в полдень над горизонтом на протяжении года изменяется. В летнее время светило находится очень высоко в небе: самое возвышенное положение оно занимает 22 июня, в самый длинный день в году, называемый днем летнего солнцестояния. После него эклиптика Солнца опускается ниже. Самую нижнюю границу эклиптики можно увидеть в зимний день солнцестояния – 22 декабря. Он короткий, в нем солнечный путь над горизонтом самый низкий: Солнце поздно встает и рано садится.

Солнце и Зодиак

Так что такое эклиптика и как Солнце по ней проходит? Если бы люди могли видеть звезды в дневное время, то они заметили в конце марта, что созвездие Рыб находится по ту сторону от Солнца. Постепенно светило смещается к востоку, проходя через все созвездия. И если бы было возможным видеть круглые сутки звезды, то можно было бы проследить перемещение Солнца в Овен, а через месяц – в Тельца, затем в Близнецов, Рака, Льва и т. д. Каждый месяц на заднем плане у Солнца находится новое созвездие. И так на протяжении всего года: желтый карлик проходит через все созвездия Зодиака: последнее – это созвездие Змееносца, расположенное между Скорпионом и Стрельцом.

Проходя по небосклону, Солнце проходит достаточно большой круг, обращенный плоскостью к экватору на 23027’. В течение года светило совершает полный оборот по эклиптике, перемещаясь против часовой стрелки. За сутки оно смещается к востоку всего на один градус.

На этой траектории имеются точки солнцестояния, удаленные от линии экватора на 900, то есть угол эклиптики в эти дни составляет 90 градусов.

Во время движения положение эклиптики по отношению к горизонту постоянно изменяется.

Путь Солнца

Что такое эклиптика и как она связана с Зодиаком? Зодиак – это огромный пояс на небесной сфере, проходящий вдоль линии, по которой проходят Солнце и Луна, а также другие планеты. При этом светило движется практически строго по определенной траектории. Причем такое наблюдается только на эклиптике Солнца. А другие планеты и небесные тела перемещаются со смещениями в южном или северном направлении от линии движения.

Затмение

Линия эклиптики – плоскость движения, отчетливо прослеживающаяся в затмении Луны и Солнца. Это явление происходит только вдоль описываемой линии. Когда спутник затмевает Солнце, люди могут наблюдать солнечное затмение: в этот период Луна проходит между Землей и Солнцем, таким образом полностью или частично закрывая солнечный диск собой.

Затмения не происходят ежемесячно, так как Луна большую часть времени находится или ниже, или выше плоскости эклиптики Земли.

Линия движения других планет

Ученые доказали, что эклиптика – такое пространство, а точнее траектория, по которой движется не только наша планета, но и все остальные семь тел Солнечной системы. Все они располагаются примерно на одной линии с нашей Землей. Исходя из этого, астрономы легко находят положение других планет, так как их эклиптика служит указателем, где можно увидеть Венеру, Марс и другие небесные тела на небе. И наоборот, говоря о конкретной планете, можно указать линию ее эклиптики в разное время года.

Итак, что такое эклиптика и какая она? Это всего лишь траектория движения, по которой в течение года перемещаются Солнце, другие планеты и объекты космоса. Каждый из них, как выяснилось, имеет определенную траекторию движения. И если изобразить ее, то она будет выглядеть как овал, расположенный вокруг Земли. А то пространство, которое находится внутри овала, – это плоскость эклиптики.

Источник

Эклиптика

Эклиптика — воображаемая линия (большой круг небесной сферы), по которой Солнце в течение года перемещается среди звезд.

Этим термином также характеризуется видимый путь, который Солнце проходит за год через двенадцать созвездий зодиака и созвездию Змееносца. Он совпадает с линией, определяющей плоскость орбиты Земли и других планет вокруг небесного светила.

Название «эклиптика» (греч. εικλειπτική — «затменная» линия) связано с известным с древних времён фактом, что солнечные и лунные затмения происходят только тогда, когда Луна находится вблизи точек пересечения своей орбиты с эклиптикой. Эти точки на небесной сфере носят название лунных узлов, период их обращения по эклиптике, равный примерно 18 годам, называется саросом, или драконическим периодом.

Большинство планет Солнечной системы движется вблизи плоскости эклиптики, в одном направлении с вращением Солнца.

Солнце и планеты находятся почти на одном уровне не случайно. Причина может быть найдена на ранних стадиях формирования Солнечной системы.

Из-за того, что орбита Луны наклонена относительно эклиптики и из-за вращения Земли вокруг барицентра системы Луна — Земля, а также вследствие возмущений орбиты Земли от других планет, истинное Солнце не всегда находится точно на эклиптике, но может отклоняться на несколько секунд дуги. Можно сказать, что по эклиптике проходит путь «среднего Солнца».

Точки координат

В астрономии эклиптика используется в качестве основного круга для системы координат.

Небесная широта измеряется от северного до южного полюсов эклиптики с востока на запад (полюс эклиптики — это точка на небесной сфере, находящаяся на пересечении с перпендикуляром к плоскости).

Эклиптика разрезает небесный экватор на две точки, которые называются равноденствиями или узлами. Посреди маршрута между ними находятся летнее и зимнее солнцестояние.

Небесный экватор или линия равноденствия — это плоскость, перпендикулярная оси вращения Земли, которая проходит через её центр. На картах звёзд небесный экватор — это линия, идущая точно через восток и запад и следующая за ежедневным поворотом звёзд.

Геостационарные спутники находятся именно в этой плоскости.

Слово «экватор» означает «линия равенства». Он называется так потому, что звёзды, находящиеся в этой области, проводят над горизонтом столько же времени, сколько и ниже его. То же происходит с Солнцем два раза в год во время равноденствий.

Плоскость эклиптики служит основной плоскостью в эклиптической системе небесных координат.

Что такое «плоскость эклиптики»

Кроме описания звёздного маршрута годичного движения Солнца, эклиптика часто рассматривается как плоскость. Выражение «плоскость эклиптики» частенько можно услышать при описании положения в пространстве различных космических объектов и их орбит.

Плоскость эклиптики пересекается с плоскостью небесного экватора под углом ε = 23°26′.

Постоянство угла наклона устойчиво в течение миллионов лет. В настоящее время известно, что оно уменьшается в каждом столетии на 48 секунд. Это будет продолжаться на протяжении нескольких тысяч лет, пока не достигнет минимума 22° 54′.

Если вернуться в схеме движения нашей планеты вокруг материнской звезды и линии, которые можно проложить от Земли до Солнца в разные моменты времени, собрать воедино, окажется, что все они лежат в одной плоскости – эклиптике.

Если из центра диска провести перпендикуляр, то в северном полушарии он упрётся в точку на небесной сфере с координатами:

• склонение +66,64°;
• прямое восхождение – 18 ч. 00 мин.

И расположена эта точка недалеко от обеих «медведиц» в созвездии Дракона. Ось вращения Земли, как мы знаем, наклонена к оси эклиптики, благодаря чему на планете есть смена времён года.

Зодиак

Эклиптика проходит через 12 созвездий, которые называют зодиакальными созвездиями. Эти четыре точки обозначаются символами зодиака, соответствующими созвездиям, в которых они находились во времена Гиппарха — в результате постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий, то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой навстречу видимому годичному движению Солнца, эти точки ныне находятся в других созвездиях:

• весеннего равноденствия под знаком Овна;
• осеннего равноденствия — под знаком Весов;
• зимнего солнцестояния — под знаком Козерога;
• летнего солнцестояния – под знаком Рака.

Зодиак – это пояс на небесной сфере вдоль эклиптики, по которому проходят видимые пути Солнца, Луны и планет. При этом Солнце движется практически строго по эклиптике, а остальные светила в своём движении по зодиаку периодически смещаются севернее или южнее эклиптики.

Эклиптика планет Солнечной системы

В астрономии исследователей интересует и то, как движутся другие тела Солнечной системы. Как показывают вычисления и наблюдения, все основные планеты вращаются вокруг светила практически в одной плоскости. Больше всех выбивается из общей стройной картинки ближайшая к звезде планета – Меркурий, угол между его плоскостью вращения с эклиптикой составляет целых 7°.

Углы наклона орбит планет Солнечной системы к плоскости эклиптики

Из планет внешнего кольца наибольший угол наклона имеет орбита Сатурна (около 2,5°), но учитывая его громадное расстояние от Солнца – в десять раз дальше Земли, солнечному гиганту это простительно. А вот орбиты более мелких космических тел: астероидов, карликовых планет и комет отклоняются от плоскости эклиптики гораздо сильнее.

Так, например, карликовая планета, двойник Плутона, Эрида имеет чрезвычайно вытянутую орбиту. Приближаясь к Солнцу на минимальное расстояние, она подлетает к светилу ближе Плутона, на 39 а. е.

(а. е. – астрономическая единица, равная расстоянию от Земли до Солнца – 150 миллионов километров),

чтобы потом вновь удалиться в пояс Койпера. Максимальное её удаление почти 100 а. е. Так вот её плоскость вращения наклонена к эклиптике почти на 45°.

Эклиптика в небе

Необходимо разобраться, каким образом можно приблизительно проследить за эклиптикой.

Для начала необходимо понимать, что это путь, по которому Солнце, Луна и планеты проходят по небу, если смотреть с Земли. Эта воображаемая линия лучше всего может быть визуализирована в дни перед полнолунием, особенно когда на небе есть яркие звёзды.

Нужно выйти на открытое пространство сразу после заката. Небо должно быть чистым, чтобы четко определить линию эклиптики в следующей последовательности:

1. На западе, прямо над заходящим Солнцем, будет видна блестящая планета Венера.
2. Луна находится низко на востоке, чуть выше горизонта.
3. Ещё выше можно увидеть Марс, который даст третью точку.
4. Примерно через 2 часа поднимется Сатурн на востоке, определив ещё одну точку.

Если провести воображаемую линию, соединяющую эти планеты, она и будет эклиптикой.

Нужно обратить внимание, что Луна и планеты не располагаются точно на линии эклиптики. Хоть их орбиты находятся почти в одной плоскости с Землёй, они все немного разбросаны. Это несоответствие объясняет, почему не бывает затмения каждый месяц.

Эклиптика в литературе

У Станислава Лема в «Рассказе Пиркса» (из цикла «Рассказы о пилоте Пирксе») плоскость эклиптики является запрещённой для космических кораблей зоной, но пилоту Пирксу в силу ряда обстоятельств приходится в ней лететь. Именно поэтому ему удаётся увидеть давно погибший инопланетный корабль, принесённый в плоскость эклиптики внесистемным метеоритным роем.

Видео

Источник