Астрономический календарь. Постоянная часть (1981) (1246623), страница 12
Текст из файла (страница 12)
соответствующими формулами, позволяющими вычислить эти координаты. Зти таблицы, или теории, позволяют составить эфемериды небесных тел — таблицы с координатами этих тел на небесной сфере (например, а, б) в различные моменты б4 времени. Эфемерида отражает ожидаемую (на основании теории) видимую траекторию движения. Характеристики, связанные е суточным вращением небесной сферы (моменты и азимуты восхода и захода и др.), вычисляются так же, как и для всех небесных светил, по известным на данные сутки а, б или Х, р. Видимое движение Солнца. В течение года Солнце перемещается среди звезд все время е запада на восток по эклиптике (см. $ 2 гл. 1), более точное определение которой дано ниже в разделе о возмущенном движении планет.
Период видимого обращения Солнца по эклиптике называется сидерическим (или звездным) годом; он равен 365,256360 средних солнечных суток. Перемещение Солнца по эклиптике неравномерное; наиболее быстрое (около 1'7' в сутки) в первых числах января и наиболее медленное (около 57' в сутки) в первых числах июля. Главные даты годичного движения Солнца: 21 марта: день весеннего равноденствия. Координаты центра Солнца ао = бе = 0; Солнце пересекает в этот день экватор в точке Т„переходя из южной полусферы в северную. 22 июня: день летнего солнцестояния; ао = 90', бе = е. Солнце достигает наибольшего северного склонения. Наибольшая полуденная высота Солнца над горизонтом в северном полушарии Земли равна 90' — ~р + е (<р — широта места). 23 сентября: день осеннего ровноденствия; ао * 180', бо —— О. Солнце опять лересекает экватор в точке, переходя из северной полусферы в южную.
22 декабря: день зимнего солнцестояния; ао 270', бе = = — е = — 23Ч,;. Солнце достигает наибольшего южного склонения бо — — — е. Наименьшая полуденная высота Солнца над горизонтом в северном полушарии равна 90' — Ф вЂ” е. Положения эклиптики, небесного экватора, точки Т, наклона эклиптики и экватору е не сохраняются постоянными вследствие прецессии и нутации (см. Э 11 гл.
1). Поэтому системы коордииаг (а, б), (Е, ()) привязывают к эклиптике, экватору и точке 'Т определенной эпохи (момента времени). Распространены системы координат, отнесенные к эпохе 1900,0 или !950,0. Рассматривают также системы координат, отнесенные к эклиптике и средней точке Т на начало данного года или иа данный момент.
Решением Международного астрономического союза в 1976 г. принята новая стандартная эпоха 2000,0, определяемая датой 2000, январь 1,5 (Юлианский день 3!) 2 451 545,0). Видимое положение центра Солнца всегда несколько откло. аяется как от эклиптики какой-либо эпохи, так и от эклиптики данного момента (мгновенной эклиптики). Видимое движение планет. Планеты в своем видимом движении всегда остаютея вблизи эилиптики (эклиптическая ши. рота () для Плутона в пределах ~17ч, для остальных планет ~ бо ° бо) Видимый путь планеты на карте неба — сложная линия с зигзагами и петлями.
Большую часть своега видимого пути планеты перемещаются между звездами, как и Солнце, с запада на восток (это — прямое движение). Каждая планета через некоторые промежутки времени замедляет свое прямое движение и как бы останавливается (мамент стояния), после чего начинает перемешатьвя в обратном направлении (к западу). Продолжительность такого движения, называемого обршпным (попятным), лля данной планеты каждый раз примерно одна и та же (для Меркурия около 17«, для Венеры 41«, для Марса 70« и т. д.). Затем наблюдается опять стояние планеты, после чего прямое ее движение возобновляется. Вилимый путь меняется от цикла к циклу, в течение которого планета возвращается примерно на одно и то же место среди заезд.
Когда планета приближается к Солнцу и приобретает ту же эклиптическую долготу, что и Солнце, имеет место соединение планеты а Солнцем, Вблизи соединений планета скрывается в лучах Солнца. Условия видимости наименее благоприятные. Условия видимости планет считаются хорошими, если в момент, когда Солнце скрывается под горизонтом, планета находится на 8' и более нкл горизонтом. Меркурий и Венеру называют нижними планетами, все остальные, кроме Земли, — верхнил»и.
Видимое движение нижних планет может быть привязано непосредственно к Солнцу. Различают верхнее соединение, во время которого планета обгоняет Солнце (имеет прямое движение, более быстрое, чем Солнце), и нижнее, во время которого планета перемещается навстречу Солнцу, имея обратное движение. При некоторых соединениях, когда планета находится очень близко к эклиптике, она проходит за диском Солнца или перед ним. Последнее явление называют прахаждениел» планеты по диску Солнца. Для Меркурия оно наблюдалась в последний раз в 1973 г.
и будет иметь место в ноябре 1988 г. Для Венеры оно наблюдалось в последний раз в 1882 г., а следующий раз будет иметь место только в июле 2004 г, После верхнего соединения планета постепенно удаляется от Солнца на восток и видна в восточной элангации (востачном удалении) после захода Солнца как вечерняя «звездам Венера из-за своей большой яркости часто бывает видна до полного захода Солнца. По мере удаления от Солнца прямое перемещение планеты замедляется; когда оно становится таким же, какое имеет Солнце (около 1э в сутки), то планета находится на наибольшем расстоянии от Солнца к востоку (в наибольшей восточной элонгаш»и).
После этого Солнце догоняет планету и затем после нижнего со. елинения опережает ее. Планета наблюдается тоглз па утрам на востоке в западной влонгации. Достигнув наибалыией запад- 66 ной элонгации, планета снова начинает двигаться быстрее, чем Солнце, и весь цикл повторяется. Наибольшая элонгация Венеры равна около 48', а Меркурия — в среднем 23' (от 10' до 28'). Видимое движение верхних планет отличается от движения нижних планет. Угловое расстояние вдоль эклиптики между Солнцем и планетой может быть любым, от 0' до 180'. Все планеты перемещаются между звездами медленнее, чем Солнце.
Когда планета расположена в противоположной от Солнца точке небесной сферы (разность эклиптических долгот Солнца и планеты равна 180'), то имеет место противостояние (оппозиция) планеты. Оно приходится на середину отрезка обратного движения планеты. Условия видимости планеты тогда наилучшие. Когда долготы Солнца и планеты отличаются на 90' (промежуточное положение между соединением и противостоянием), то планета находится в квадратуре (восточной или западной) Промежуток времени, в течение которого планета возвращается в прежнее положение относительно Солнца, называется ее синодическим периодом обращения (5).
Его определяют как промежуток времени между двумя последовательными противостояниями или соединениями (для нижних планет одноименными). Значения 5 см. в табл. ба, в отделе «Таблицы>. Условия видимости планеты в течение каждого синодического периода в целом повторяются. Истинное орбитальное движение планет. Путь планеты или какого-нибудь( другого небесного тела в пространстве называется орбитой. Поэтому поступательное движение планеты, т. е. движение ее центра масс в пространстве, называется орбитальным. Его отличают от вращательного движения вокруг центра масс.
Закономерности орбитального движения каждой планеты определяются силами, действующими на эту планету. Главным образом это силы притяжения по закону Ньютона со стороны Солнца и других планет, а) Н е в о з м у щ е н н о е д в и ж е н и е. Невозмущенным движением планеты называется такое, которое происходило бы только под влиянием силы притяжения Солнца по закону Нью тона, т. е.
такое, которое соответствует точно задаче двух тел (Солнце — планета) в небесной механике. Это движение пазы вают также кеплеровым, так как оно подчиняется знаменитым трем законам Кеплера. Особенности и характеристики иевозмущенного движения следующие: Планета движется вокруг Солнца, оставаясь все время в одной плоскости и описывая эллипс (эллиптическую орбиту), причем Солнце находится в одном из фокусов эллипса. Наиболее удаленная от Солнца 5 точка эллиптической орбиты называется агрелием (А), а наиболее близкая — перигелием 1П).
Расстояния 5А и 5Л называются афелийнам и перигелийным расстояниями соответственно. з7 Большая полуось и эллиптической орбиты рассматривается как среднее расстояние планеты от Солнца. Период обращения планеты Р зависит от а и отчасти от массы планеты. Движение планеты по орбите происходит неравномерно: вблизи иеригелня она движется быстрее, а вблизи афелия медленнее. Средняя скорость движения каждой планеты по своей орбите тем меньше, чем больше ее среднее расстояние от Солнца, точнее, обратно пропорциональна квадратному корню из большой полуоси. (Точные формулы для характеристик невозмущенного движения см. ниже.) Все планеты движутся по своим орбитам в одном направлении.
Эксцентриситеты с планетных орбит малы; наибольшие имеют орбита Меркурия (е = 0,206) и орбита Плутона (е = 0,249). Рис йс. Положение верхней плвиеты в ыоменты противостоинин (1), соедине нии (1!) и «ввдрстур (111 и (у) по отношению к Солниу О и ЗЕмле и) Рис. 23. Положение нижней плвиеты в моменты нижнего И) и верхнего (11) соединений по отношению к сонину О и Земле йт.
! Поэтому по своей форме они мало отличаются от окружности. Плоскости эллиптических орбит всех планет различны, но очень мало наклонены друг к другу. Картина невозмущенного движения планет позволяет объяснить в целом особенности видимых движений планет, в частности, обратные движения. Такие понятия, как соединения, противостояния, квадратуры, связаны со взаимным расположением Земли, Солнца и планеты (рис. 23 и 24). Период обращения любой планеты вокруг Солнца называется сиде))ический(, или звездный( периодом. Примерно через такой период верхние планеты в своем видимом движении возвращаются на одно и то же место среди звезд.
Сидерический период Р связан с синодическим периодом 5 формулами ! ! —. = — — —. — для нижних планет и Р И (1.80) ! ! ! —, = — — — — для верхних планет д Е Р (1.80*) где Š— сидерический (звездный) год. Отсюда получает объяснение наблюдаемая у планет смена фаз. Каждая планета в течение синодического периода занимает различные положения по отношению к Земле и Солнцу, и земной 58 наблюдатель не всегда видит диск планеты освещенным полностью. Фаза планеты измеряется отношением площади освещенной чаети видимого диска ко всей его площади.