黃極
基本概況 編輯本段
黃極包含兩個點,即北黃極和南黃極。由于歲差現(xiàn)象的存在,天極會以大約25,800年為周期,沿著一個圓形軌道環(huán)繞黃極運動。在2009年8月26日這一天,北黃極的坐標值為赤經(jīng)1800.0,赤緯+66°33′38.6″(J2000的精確值);南黃極的坐標值為赤經(jīng)600.0,赤緯-66°33′38.6″(J2000的精確值)。當在赤道坐標系統(tǒng)中呈現(xiàn)時,這些坐標值反映了地球轉(zhuǎn)軸的傾角。
值得注意的是,黃極不可能出現(xiàn)在暗黑天空中的天頂位置。根據(jù)定義,黃極與太陽的位置相距90度,因此當黃極位于天頂時,太陽必然還處于地平線之上。
天極定義
天極是地球自轉(zhuǎn)軸(地軸)向天球無限延伸后,在無窮遠處與天球相交的兩個假想點,分別為北天極和南天極。
現(xiàn)象原理 編輯本段
當我們仰望夜空時,會看到星星仿佛從頭頂由東向西移動,這給人一種天球也在從東向西自轉(zhuǎn)的錯覺。實際上,這是由于我們以地球為參考系進行觀測的結(jié)果。地球并非慣性系,而是繞著地軸持續(xù)自轉(zhuǎn),因此相對觀測者而言,會產(chǎn)生天球繞地軸自轉(zhuǎn)的錯覺。天球“自轉(zhuǎn)”的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,均為恒星時的23小時56分04秒。
天球坐標系統(tǒng)
地軸延伸至無窮遠處與天球相交于兩點,即天極。以地球為參考系時,觀測者會發(fā)現(xiàn)這兩個點是天球上唯一的一對不動點。以這兩點連線(即地軸)為基準軸,以地心為原點,以赤道平面為基準面,所建立的天球坐標系統(tǒng)即為天球赤道坐標系統(tǒng)。相應(yīng)地,北天極和南天極的坐標第三值(即赤緯)分別為+90°和-90°。
攝影應(yīng)用 編輯本段
在天文攝影中,特別是追蹤攝影方面,赤道儀作為追蹤裝置必須先對準天極,才能準確追蹤并拍攝天體。
歲差定義 編輯本段
歲差(axial precession,字面意義為“(自轉(zhuǎn))軸進動”)是天文學中的一個重要概念,指的是一個天體的自轉(zhuǎn)軸指向因重力作用而在空間中緩慢且連續(xù)變化的現(xiàn)象。例如,地球自轉(zhuǎn)軸的方向會逐漸漂移,其頂部會搖擺,并以大約25,800年為周期掃掠出一個圓錐形軌跡(在占星學中稱為大年或柏拉圖年)。“歲差”這一名詞通常僅針對這種長期運動而言,而其他在地軸準線上的變動,如章動和極移,其規(guī)模要小得多。
歷史背景 編輯本段
在歷史上,地球的歲差被稱為分點歲差。這是因為分點(春分點和秋分點)會沿著黃道相對于背景恒星向西移動,與太陽在黃道上的運動方向相反。在非技術(shù)性的討論中,這一名詞仍被沿用,但在詳細的數(shù)學研究中則不再使用。據(jù)記載,喜帕恰斯發(fā)現(xiàn)了分點歲差現(xiàn)象,盡管確切的時代和日期并不清楚,但由托勒密認為是他所做的天文觀測推測,其活動期間在公元前147年至127年之間。
研究發(fā)展 編輯本段
在19世紀前半葉,隨著對行星之間引力計算能力的改進,人們發(fā)現(xiàn)黃道本身也有輕微的移動。1863年,這一現(xiàn)象被稱為行星歲差,而占主導(dǎo)地位的部分則被稱為日月歲差(lunisolar precession)。它們合起來稱為綜合歲差,并取代了分點歲差的概念。日月歲差是由太陽和月球?qū)Φ厍虺嗟缆∑鸬囊ψ饔迷斐傻模l(fā)了地軸相對于慣性空間的轉(zhuǎn)動。
行星歲差(實際上是一種進動)是由于其他行星對地球和軌道面(黃道)的引力作用在小角度上造成的,它導(dǎo)致黃道面相對于慣性空間移動。日月歲差的強度比行星歲差強大了500倍。除了月球和太陽之外,其他行星也會造成地軸在慣性空間中的運動產(chǎn)生微小變化。在對比時,這可能會造成對日月歲差和行星歲差的誤解。因此,國際天文聯(lián)合會在2006年將主要部分重新命名為赤道歲差,而較微弱的成分則命名為黃道歲差。但兩者的合稱仍然是綜合歲差。
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