Солнечные сутки

Сутки на Земле и Марсе

Для живущих на Земле людей система летоисчисления кажется совершенно естественной. Поток времени разбит на определенные интервалы: минуты, дни, месяцы. Сделано это в соответствии с суточным и годовым природными циклами. Запуск межпланетных аппаратов сделал актуальным вопрос, сколько длятся сутки на Марсе.

Привычные 24-часовые сутки – это промежуток времени, за который Солнце возвращается в ту же точку небосвода, где его наблюдали вчера. Мы отслеживаем его перемещение с поверхности планеты, ожидая повторного появления в зафиксированном пункте.

Обычно считается, что длина суток составляет ровно двадцать четыре часа. В реальности их размеры непостоянны из-за эллиптической формы орбиты, поэтому в точных расчетах применяют истинные и средние солнечные сутки.


Рассмотрим две оси времени – солнечного и звездного

Звезды также могут служить ориентиром. Но наша планета, вращаясь, одновременно передвигается по орбите и за сутки немного смещается относительно картины звездного неба. Когда созвездия вернутся в первоначальное положение, полный оборот относительно Солнца еще не будет завершен. Планете нужно дополнительно повернуться вокруг оси. Так возникает разница между солнечными и звездными сутками.

Звездные сутки короче солнечных. Чтобы вычислить их длительность, разделим длину экватора 40 075,017 км на экваториальную скорость вращения 1674,4 км/ч. Поскольку в часе содержится 60 минут, а не 100, пересчитываем десятичную дробную часть в минуты и секунды и получаем 23 ч 56 мин 4 сек, или 0,997 солнечных суток. Это промежуток от первичного до повторного прохождения звезды через определенный, обычно нулевой, меридиан.

Марс – наш ближайший сосед в космосе, который обладает во многом сходными параметрами. Зная, что длина его экватора 21 158,52 км, а экваториальная скорость вращения 868,22 км/ч, можно по аналогии вычислить продолжительность звездных суток. Заметно, что скорость вращения вокруг оси примерно в два раза меньше, а экватор во столько же раз короче земного. Поэтому сутки на Марсе совсем немного отличаются от наших:

  • сидерический день 24 ч 37 мин 23 сек;
  • солнечный день 24 ч 39 мин 35 сек.

Нельзя сказать наверняка, что длиннее, день или ночь на Марсе. В зависимости от положения оси на разных участках планеты они могут сильно отличаться.

Солнечные сутки на других планетах и спутниках

Луна

Средние солнечные сутки на Луне равны среднему синодическому месяцу (среднему промежутку между двумя одинаковыми фазами Луны , например, полнолуниями) — 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды. Истинные солнечные сутки могут отклоняться от средних на 13 часов в обе стороны, что связано как с неравномерностью движения Земли по орбите, так и с наклоном орбиты Луны к эклиптике, с эллиптичностью её орбиты и с наклоном оси вращения Луны к плоскости орбиты (см. также Либрация).

Другие На газовых гигантах, не имеющих твёрдой поверхности, солнечные сутки зависят от широты — атмосфера вращается с разными скоростями на разных широтах.

Меркурий обходит вокруг Солнца за 87,97 дня, а вокруг своей оси делает полный оборот за 58,65 дня (эти периоды относятся как 3:2). Средний промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца на этой планете равен 176 дням, что равно двум её годам. Интересно, что когда он находится вблизи перигелия, Солнце для наблюдателя на поверхности планеты может в течение 8 дней двигаться в обратном направлении, поэтому, строго говоря, привязка определения солнечных суток к кульминации в этом случае не вполне корректна.

На Венере , чей сидерический период обращения вокруг своей оси равен 243 дням — больше, чем орбитальный период (224,7 дня), средние солнечные сутки равны примерно 116,7 дня (из-за вращения в обратную сторону)

На Марсе средние солнечные сутки лишь слегка больше, чем земные. Они равны 24 ч 39 мин 35,244 с.

На Юпитере сутки равны 9 часам 55 минутам 40 секундам, на Сатурне 10 часам 34 минутам 13 секундам. Сутки на Уране равны 17 часам 14 минутам 24 секундам, а на Нептуне 15 часам 57 минутам 59 секундам.

У Плутона ввиду его крайней удалённости от Солнца (и, следовательно, малости угловой орбитальной скорости) средние солнечные сутки практически равны периоду вращения: 6 дней 9 часов 17 минут 36 секунд.

Примечания

Звёздные су́тки
— период вращения какого-либо небесного тела вокруг собственной оси в инерциальной системе отсчёта , за которую обычно принимается система отсчёта, связанная с удалёнными звёздами. Для Земли это время, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси по отношению к далёким звёздам.

На 2000-й год звёздные сутки на Земле равны 23 ч 56 мин 4,090530833 сек = 86164,090530833 с [] .

Звёздные сутки делятся на звёздные часы, минуты и секунды. Звёздные сутки на 3 мин 56 с. короче средних солнечных суток , звёздный час короче общепринятого на 9.86 с. Как единица времени употребляются в редких случаях при организации астрономических наблюдений.

Часовой угол точки весеннего равноденствия равен нулю в момент её верхней кульминации. Полный оборот точки весеннего равноденствия, как и любой другой точки небесной сферы (так называемые звёздные сутки, или «24 часа звёздного времени») происходит за 23 час 56 мин 04 сек. среднего солнечного времени. В году содержится звёздных суток ровно на один больше, чем средних солнечных. Продолжительность звёздных суток слегка меняется вследствие нутации и движения полюсов (то есть покачивания Земли относительно её оси вращения), а также из-за неравномерности вращения Земли вокруг оси. Эти изменения составляют менее 0.001 с.

Можно выделить более мелкие периоды звёздных суток:

  1. Звёздный час
    астрономии и равная 1/24 от звёздных суток. За звёздный час Земля поворачивается на 15° относительно удалённых звёзд, принимаемых за инерциальную систему отсчёта . На 2000 год звёздный час равен 0 ч 59 мин 50,1704387847 сек.
  2. Звёздная минута
    — единица времени, употребляемая в астрономии и равная 1/60 от звёздного часа. За звёздную минуту Земля поворачивается на 15′ относительно удалённых звёзд, принимаемых за инерциальную систему отсчёта . На 2000 год звёздная минута равна 0 ч 0 мин 59,8361739797451 сек.
  3. Звёздная секунда
    — единица времени, употребляемая в астрономии и равная 1/60 от звёздной минуты. За звёздную секунду Земля поворачивается на 15″ относительно удалённых звёзд, принимаемых за инерциальную систему отсчёта . На 2000 год звёздная секунда равна 0 ч 0 мин 0,9972695663290856 сек.

Почему именно 60 минут и 24 часа?

Чтобы сосчитать что-либо, древний человек использовал то, что обычно всегда под рукой — пальцы. Отсюда берет начало десятеричная система счисления, принятая в большинстве стран. Другой способ, основанный на фалангах четырех пальцев раскрытой ладони левой руки, достиг расцвета в Египте и Вавилоне. В культуре и науке шумеров и других народов Междуречья священным стало число 60. Во многих случаях делить его без остатка позволяло наличие множество делителей, одним из которых является 12.

Математическое понятие того, сколько в сутках часов, берет начало в Древней Греции. Греки одно время учитывали в календаре только светлое время дня и разделили время от восхода до заката на двенадцать одинаковых интервалов. Затем они так же поступили с ночным временем, в результате получили 24-частное деление суток. Греческие ученые знали, что долгота дня в течение года меняется, поэтому долгое время существовали дневные и ночные часы, которые были одинаковы только в дни равноденствия.

От шумеров греки восприняли и деление окружности на 360 градусов, на основе которого была разработана система географических координат и деление часа на минуты (minuta prima (лат.) – «уменьшенная первая часть» (часа)) и секунды (secunda divisio (лат.) – «второе деление» (часа)).

Вращение Земли

Веками с вращением Земли люди сверяли ход часов. Когда были созданы часы с фантастически равномерным ходом, появилась возможность проверить: а вращается ли Земля равномерно? Еще Иммануил Кант, развивая Ньютонову теорию приливов, доказал в 1754 г., что вращение Земли должно замедляться. В самом деле, притяжение Луны вздымает в Мировом океане два приливных «горба» — подлунный и противолунный. Земля, вращаясь, проворачивается между ними так, как если бы две громадные волны непрестанно перекатывались навстречу ее вращению. Таким образом, приливы должны тормозить Землю. Два века спустя часы Шорта и кварцевые часы подтвердили правоту Канта.

Как возникают приливы и отливы в результате воздействия нашего спутника

Время на Марсе

А сколько длится марсианский день и что такое сол на Марсе? Солом называются марсианские солнечные сутки. Они равны 24 часам, 39 минутам и 35 секундам. А вообще сутки могут быть звездными и солнечными. Первые длятся 24 часа, 27 минут и 22 секунды. На Земле эти показатели меньше: звездные сутки длятся 23 часа и 56 минут, а солнечные – 24 часа. Длительность солнечных суток изменяется на протяжении всего года, так как планета движется по орбите и Солнце смещается на фоне звездного неба.

А что такое сол на Марсе для ученых? По международным стандартам для аппаратов, работающих на Красной планете, принято использовать марсианские солнечные сутки, или сол, которые разбиты на двадцать четыре марсианских часа. Причем при разбивке учтено, что длительность секунд в одной минуте на Марсе дольше на 2,7 %, чем на Земле. Из-за этой особенности график работы операторов смещается каждый земной день на сорок минут. Теперь мы знаем, чему равен 1 сол на Марсе: он равняется земным 24 часам, 39 минутам и 35 секундам.

Появление сола

С момента изучения Красной планеты люди столкнулись с проблемой времяисчисления. В тот момент была разработана уникальная система измерения времени, названная сол. Так что такое сол на Марсе и зачем оно нужно? Сол – это марсианский день. Он отличается от нашего, земного.

При автоматическом изучении Марса ученые столкнулись с проблемой незнания о потоках солнечной энергии, от которой питаются марсоходы. И тогда остро возникла необходимость создания марсианского календаря и особых часов. Они синхронизированы с Марсом.

Так как наклон вращения Красной планеты к орбитальной плоскости несколько отличается от земного, то на планете возникают схожие сезонные периоды. Однако эксцентриситет орбиты Марса больше, из-за чего длительность периодов сильно отличается. Марсианские сутки близки к земным, а вот длительность года различна, что сильно рассинхронизирует марсианский и земной календари. Из-за этого пришлось разрабатывать определенный календарь и новое времяисчисление, работающее синхронно с нашими часами и календарями. Зная сол-день на Марсе, операторы, работающие с марсианскими машинами, знают время потоков солнечной энергии.

Истинное и среднее солнечное время в астрономии

Солнечное время бывает истинным и средним. Зависит это того, по какому Солнцу его определяют.

Истинные солнечные сутки это время оборота Земли касательно Солнца.Началом таких суток принято считать истинную полночь, то есть период нижней кульминации Солнца.

Солнечне часы

Передвижение солнца неравномерно. В результате этого, солнечные сутки 22 декабря длиннее, чем 23 сентября почти на одну минуту. Но такая неточность неудобна для расчёта.

В нашей жизни сутки составляют 24 часа. Как правило, измеряют всё в секундах. Кроме того, для определения времени человек различает утро, день, вечер и ночь. Это зависит, прежде всего, от того, где расположено Солнце относительно отдельного меридиана.

А вот средние солнечные сутки используются для точного определения времени.Это время между двумя относительными кульминациями среднего экваториального Солнца на одном меридиане. Лучше сказать, что средние солнечные сутки соответствуют среднему значению истинных солнечных.

Эклиптическое Солнце размеренно двигается со средней скоростью Солнца. Сходятся они примерно 3 января и 4 июля.Экваториальное также равномерно, но совпадает с эклиптическим солнцем в точке весеннего равноденствия. Среднее экваториальное солнце постоянно и равномерно относительно истинному солнечному времени.

Эклиптика

Условный счет звездных часов

Каждая звезда Большой Медведицы в течение суток описывает круг около Полярной звезды (вращается все созвездие целиком).

Прямую линию от Полярной звезды к звездам 1 и 2 Большой Медведицы будем для краткости называть стрелкой Медведицы.

Когда звезды 1 и 2 стоят прямо под Полярой звездой, то стрелка направлена отвесно вниз. Условимся говорить, что она показывает 6 часов, по условному счету. Это будет положение I на рисунке.

Продолжая наблюдение, мы скоро заметим, что в этом положении Большая Медведица движется вправо, т. е. к востоку, и медленно подымается, но кругу, центром которого служит Полярная звезда. Через четверть суток, т. е. через 6 настоящих часов, стрелка Медведицы пройдет четверть оборота окружности, будет теперь располагаться не вертикально, а горизонтально, и мы получим положение II; теперь стрелка Медведицы показывает 3 часа по условному счету и т. д.

«Циферблат звездных часов» и «звездное время»

Так как движение Большой Медведицы вокруг Полярной звезды совершается равномерно, то можно сказать, что Большая Медведица вместе с Полярной звездой— это условные звездные часы. Стрелкой у этих небесных часов служит воображаемая линия, проходящая от Полярной звезды к звездам 1 и 2 Большой Медведицы, но циферблата совсем нет. Но ведь циферблат и не особенно нужен. Когда мы смотрим на часы, мы очень часто определяем время просто по направлению стрелок и вовсе не стараемся рассмотреть цифру, на которую стрелка указывает.

Стрелка небесных часов поворачивается в направлении, обратном движению стрелки обычных часов. После положения II она будет проходить воображаемые цифры, соответствующие условным 2 ч., 1 ч., 12 ч., 11 ч. и т. д. Будем крепко помнить, что это не настоящие часы, а условные показания нашей воображаемой стрелки.

Ниже описано, какие задачи можно решать с помощью этих воображаемых небесных часов.

Поясное время

В общем, используется оно в основном в географии. Из школьных знаний нам известно, что Земля делится на меридианы. Всего их 24 и они отстают друг от друга на 15 градусов долготы. Принято считать, что начальный меридиан с нулевой долготой является основным. Его ещё называют всемирным. Меридианы простираются с запада на восток. Такое время в соседних поясах отличается на один час. Для того, чтобы вычислить время отдельного пояса, необходимо узнать номер пояса.


Меридианы

Собственно говоря, поясное время это время часового пояса. Принято считать, что день состоит из 24 часов и начинается в полночь.

Сколько длится день на Меркурии

Меркурий – самая близкая планета к нашему Солнцу, его орбита изменяется в пределах от 46 001 200 км в перигелии (ближайшее расстояние к Солнцу) до 69 816 900 км в афелии (дальше всего). Оборот Меркурия вокруг своей оси занимает 58,646 земных суток, это означает, что день на Меркурии проходит примерно за 58 земных суток.

Меркурий и Венера имеют аномальную для своих размеров продолжительность дня. Возможно это последствия древних столкновений этих планет с другими небесными телами

Однако, всего 87,969 земных дня требуется Меркурию, чтобы полностью облететь Солнце по кругу (иначе говоря, орбитальный период). Это означает, что год на Меркурии равен приблизительно 88 земным суткам, что в свою очередь означает, что один год на Меркурии длится 1,5 меркурианских дня.

Ещё одна любопытная “временная особенность” Меркурия основана на том, что у этой планеты практически отсутствует наклон по оси, составляющий: 0,034° (для сравнения у Земли 23,4°). Поэтому, если на Земле бывает порой полярный день или полярная ночь длящиеся по нескольку месяцев, на полюсах Меркурия вечно царит бесконечная полярная ночь.

Основы

После синодического периода планеты A и B снова находятся в одном созвездии относительно Солнца; они прошли пути, отмеченные стрелками.

Время, необходимое для того, чтобы небесное тело, наблюдаемое с Земли, снова заняло то же положение относительно Солнца, называется продолжительностью его синодического периода . Это зависит от его периода и направления. При одном и том же направлении вращения небесного тела и Земли вокруг Солнца одно из двух должно совершить еще одну орбиту до тех пор, пока не будет снова достигнут угол, одинаковый с точки зрения удлинения, например соединение или противостояние (см. Соседний рисунок ).

Время, оставшееся до этого момента, можно рассчитать по скорости циркуляции. В планет в Солнечной системе все орбиты солнце в том же направлении ( prograd ), и чем дальше, тем больше их орбита длится. Если небесное тело движется вокруг Солнца в три раза быстрее Земли, то за полгода на Земле оно совершает полторы оборота. Если Земля в три раза быстрее небесного тела, то за полтора года она сделает половину оборота. Синодический период составляет полгода в одном случае и полтора года в другом.

С другой стороны, если небесное тело движется в противоположном направлении (ретроградно), это приводит к более короткой продолжительности его синодического периода: если оно вращается в три раза быстрее Земли, оно покрывает три четверти своей орбиты за одну четверть. годового цикла Земли; если он в три раза медленнее, то потребуется три четверти года, прежде чем снова будет достигнуто то же созвездие относительно Солнца. Таким образом, синодический период составляет четверть или три четверти года.

Для наблюдения небесных явлений интерес представляет астрономическая феноменология , а не только знание синодических периодов. Звездные периоды также важны для задач небесной механики : время обращения небесных тел, определяемое для неподвижной звезды (бесконечно удаленной) в качестве точки отсчета. С другой стороны, тропические периоды относятся к в день весеннего равноденствия , в то время как аномалистические периоды относятся к апсидам на орбите .

Текущий и средний синодический период

Тока синодический период колеблется вокруг среднего значения. Это то, что имеется в виду, когда синодический период упоминается без дальнейших подробностей . Из-за эллиптических орбит небесных тел времена пребывания в отдельных секторах орбиты различны. Земля, которую обычно называют местом наблюдения в течение синодического периода, движется по своей орбите вокруг Солнца с разными орбитальными и угловыми скоростями. В северное зимнее полугодие он ближе к Солнцу ( прохождение перигелия в точке, наиболее близкой к Солнцу, приходится на дату между 2 и 5 января), поэтому его орбитальная скорость выше, чем в северном летнем полугодии. ( прохождение афелия между 3 и 6 июля). То же самое относится и к другим небесным телам, поэтому временной интервал текущего синодического периода также зависит от того, где Земля и другой объект расположены на их орбите. Неравномерности также возникают из-за нарушений орбиты, вызванных остальными массами Солнечной системы. Для более сложных орбит, таких как Луна и другие объекты, вращающиеся вокруг Земли (спутники), или другие менее массивные небесные тела, вычисления еще более сложны.

Солнечные сутки на других планетах и спутниках[править | править код]

Лунаправить | править код

Средние солнечные сутки на Луне равны среднему синодическому месяцу (среднему промежутку между двумя одинаковыми фазами Луны, например, полнолуниями) — 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды. Истинные солнечные сутки могут отклоняться от средних на 13 часов в обе стороны, что связано как с неравномерностью движения Земли по орбите, так и с наклоном орбиты Луны к эклиптике, с эллиптичностью её орбиты и с наклоном оси вращения Луны к плоскости орбиты (см. также Либрация).

Другие спутники планетправить | править код

Как и в случае Луны, большинство спутников планет в Солнечной системе вследствие приливного резонанса имеют орбитальный период, равный периоду осевого вращения. Таким образом, для этих спутников средние солнечные сутки близки к периоду обращения вокруг планеты. Исключениями являются самые внешние спутники планет-гигантов (например, Феба), а также Гиперион, который вращается вокруг своей оси хаотически.

Планетыправить | править код

На газовых гигантах, не имеющих твёрдой поверхности, солнечные сутки зависят от широты — атмосфера вращается с разными скоростями на разных широтах.

Меркурий обходит вокруг Солнца за 87,97 дня, а вокруг своей оси делает полный оборот за 58,65 дня (эти периоды относятся как 3:2). Средний промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца на этой планете равен 176 дням, что равно двум её годам. Интересно, что когда он находится вблизи перигелия, Солнце для наблюдателя на поверхности планеты может в течение 8 дней двигаться в обратном направлении, поэтому, строго говоря, привязка определения солнечных суток к кульминации в этом случае не вполне корректна.

На Венере, чей сидерический период обращения вокруг своей оси равен 243 дням — больше, чем орбитальный период (224,7 дня), средние солнечные сутки равны примерно 116,7 дня (из-за вращения в обратную сторону).

На Марсе средние солнечные сутки лишь слегка больше, чем земные. Они равны 24 ч 39 мин 35,244 с.

На Юпитере сутки равны 9 часам 55 минутам 40 секундам, на Сатурне 10 часам 34 минутам 13 секундам. Сутки на Уране равны 17 часам 14 минутам 24 секундам, а на Нептуне 15 часам 57 минутам 59 секундам.

У Плутона ввиду его крайней удалённости от Солнца (и, следовательно, малости угловой орбитальной скорости) средние солнечные сутки практически равны периоду вращения: 6 дней 9 часов 17 минут 36 секунд.

Что такое сутки?

С астрономической точки зрения сутки являются периодом полного оборота Земли вокруг своей оси, поэтому у этого термина нет такого разнообразия интерпретаций, как у года и месяца. Учёные выделяют земные сутки (полный цикл день/ночь, видимый для наблюдателя с поверхности Земли. Продолжительность – 24 часа) и звёздные сутки (полный цикл для стороннего наблюдателя. Продолжительность – 23 часа 56 минут 4 секунды).

Такая разница объясняется тем фактом, что за сутки наша планета несколько продвигается по свое орбите, поэтому для завершения цикла для земного наблюдателя планета должна немного «довернуться». Также стоит отметить, что разделение суток на 24 часа является абсолютно условным делением, которое продиктовано культурными особенностями европейской культуры (в истории есть примеры того, как различные народы делили сутки на 10, 22, 30 частей, которые, к тому же, могли быть неодинаковыми по продолжительности). Из-за действия сил гравитации Солнца скорость вращения нашей планеты очень медленно замедляется, в результате чего продолжительность суток увеличивается. Например, 500 млн. лет назад в сутках было всего 20,5 часов, следовательно, за каждое столетие этот важный временной промежуток увеличивается на 2 миллисекунды.

Сколько длятся сутки? Вы наверное думаете что ровно 24 часа? Зависит от обстоятельств. Сутки — это период времени, за который Земля совершает один поворот вокруг своей оси.

Так сколько же длятся сутки?

На самом деле один поворот Земли вокруг своей оси никогда не бывает ровно двадцать четыре часа.

В сутках 23 часа 56 минут и 4 секунды. Всю свою жизнь я жил во лжи!

Поразительно, но данный показатель может колебаться в ту или другую сторону на целых пятьдесят секунд! Это потому, что скорость вращения Земли все время меняется — из-за трения, вызываемого синоптическими ситуациями, приливами/отливами и геологическими событиями.

В среднем за год сутки на долю секунды короче, чем двадцать четыре часа.

Когда эти расхождения выявили с помощью атомных часов, было принято решение переопределить секунду как фиксированную долю «солнечных» суток, — точнее, миллионшестьсот-сорокатысячную.

Новая секунда вошла в обиход в 1967 году и определена как «интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями». Точнее не скажешь — только уж больно муторно выговаривать все это в конце долгого дня.

Новое определение секунды означает, что солнечные сутки постепенно сдвигаются по отношению к атомным. В результате ученым пришлось вводить в атомный год так называемую «високосную секунду» (или «секунду координации»), с тем чтобы согласовать атомный год с солнечным.

С 1972 года високосную секунду добавляли уже 23 раза. Представляете, иначе наши сутки увеличились бы уже почти на полминуты. А Земля продолжает замедлять свое вращение. И, по оценкам ученых, в XXIII веке в наших сутках будет 25 часов.

Последний раз «високосная секунда» была добавлена 31 декабря 2005 года по указанию Международной службы оценки параметров вращения и координат Земли, базирующейся в Парижской обсерватории.

Хорошая новость для астрономов и тех из нас, кто любит, когда часы идут в ногу с движением Земли вокруг Солнца, но головная боль для компьютерных программ и всей той аппаратуры, что стоит на космических спутниках.

Идея ввода «високосной секунды» встретила решительный отпор со стороны Международного союза телекоммуникаций, который даже внес официальное предложение полностью отменить ее еще в декабре 2007 года.

Можно конечно дождаться, пока разница между Универсальным координированным временем (UTC) и Средним временем по Гринвичу (GMT) достигнет ровно часа (где-то через 400 лет) и уже тогда привести все в порядок. Ну а пока дебаты вокруг того, что считать «реальным» временем, продолжаются.

источники

В сутках не бывает ровно 24 часа

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D1%82%D0%BA%D0%B8

Звездные и солнечные сутки

Солнечные сутки примерно на 4 минуты длиннее звездных, потому что Земля одновременно вращается вокруг оси и обращается вокруг Солнца.

Чтобы самостоятельно определить продолжительность оборота Земли, нужно смастерить визир-прицел из двух гвоздей, вбитых в доску, и установить его на штативе. Далее как можно точнее навести визир на любую звезду, зафиксировать его положение и, отметив и записав время начала наблюдений, оставить прибор неподвижным на сутки. Вместо визира с еще большим успехом можно использовать телескоп или зрительную трубу, так же надежно закрепленные. Через 23 ч 56 мин (это и есть продолжительность оборота Земли — сутки) Земля, сделав оборот вокруг оси, сама нацелит визир на ту же звезду.

Обелиск и гномон в Карнакском храме в Луксоре, Египет

Солнечные сутки подобны «лунным». Вследствие движения вокруг Земли Луна каждые сутки смещается на фоне звезд на 13°, и Земля доворачивается до полного оборота относительно Луны еще 50 мин. Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно для земного наблюдателя тоже смещается на фоне звезд — на 1° за сутки. А скорость вращения Земли — 1° в 4 мин. Потому-то Земля и завершает оборот относительно Солнца с опозданием на 4 мин.

За сутки звездный и солнечный обороты Земли расходятся на 4 мин, за месяц — на 120 мин за год — на 24 ч. Так же расходятся и часы, отмеряющие звездное и солнечное время. В году звездных суток на одни больше, чем солнечных. И только раз в год, а именно в момент осеннего равноденствия, звездное время совпадает с солнечным.

Пражские куранты, или орлой. Это старейшие до сих пор работающие астрономические часы. Циферблат показывает старочешское, вавилонское, центральноевропейское и звездное время, время восхода и захода Солнца, положение Солнца и Луны среди созвездий, входящих в зодиакальный круг, и фазы Луны

Человек живет днями и ночами, он живет солнечными сутками. Но в любой обсерватории есть часы, которые идут по звездному времени — каждые сутки на 4 мин вперед. Они нужны для организации наблюдений. По нижнему краю звездной карты проставлены часы и минуты. Это — прямое восхождение светил. Прямое восхождение Сириуса — 6 ч 45 мин. Это означает, что в указанное время по звездным часам в любой день года Сириус оказывается точно на юге, на меридиане. Взглянув на звездные часы и на карту, легко сообразить, какие звезды сейчас удобны для наблюдения.

Часовщик может отрегулировать механический будильник, заставив его спешить на 4 мин в сутки, т. е. идти по звездному времени. А в ежегодных астрономических календарях есть таблица «Звездное время в среднюю полночь», позволяющая правильно поставить стрелки звездных часов.

Астрономические события в августе 2021 года

1.08 – в 05:00 прохождение Луны (Ф= 0.46-) в 2 градусах южнее Урана (+5.8m).

1.08 – Меркурий в верхнем соединении с Солнцем.

2.08 – долгопериодическая переменная звезда RR Скорпиона вблизи максимума блеска (5.5m).

2.08 – в 09:06 противостояние Сатурна (+0.2m) с Солнцем.

2.08 – прохождение Луны (Ф= 0.35-) южнее Плеяд.

2.08 – Луна (Ф= 0.34-) в апогее — расстояние 404412 км от центра Земли.

2.08 – покрытие Луной (Ф= 0.29-) звезды ω2 Тельца (4.9m). Можно наблюдать в Сибири.

3.08 – прохождение Луны (Ф= 0.26-) севернее Альдебарана.

3.08 – Луна (Ф= 0,26-) в восходящем узле своей орбиты.

5.08 – долгопериодическая переменная звезда RT Лебедя вблизи максимума блеска (6m).

5.08 – прохождение Луной (Ф= 0.09-) точки максимального склонения к северу от небесного экватора.

5.08 – покрытие Луной (Ф= 0,08-) звезды ε Близнецов (3m). Можно наблюдать на Дальнем Востоке.

8.08 – в 16:51 новолуние.

9.08 – в 06:18 прохождение Луны (Ф= 0.01+) севернее Меркурия.

9.08 – прохождение Луны (Ф= 0.01+) севернее Регула.

10.08 – в 03:42 прохождение Луны (Ф= 0.02+) севернее Марса.

11.08 – в 10:00 прохождение Луны (Ф= 0.08+) севернее Венеры.

12.08 – в 02:30 прохождение Меркурия в 1 севернее Регула.

12.08 – максимум действия метеорного потока Персеиды (ZHR= 120).

13.08 – долгопериодическая переменная звезда R Гидры вблизи максимума блеска (4m).

13.08 – в 17:00 прохождение Луны (Ф= 0.26+) севернее Спики.

15.08 – в 18:21 Луна в фазе первой четверти.

16.08 – Луна (Ф= 0.62+) в нисходящем узле своей орбиты.

16.08 – долгопериодическая переменная звезда R Большой Медведицы вблизи максимума блеска (6.5m).

16.08 – в 23:00 прохождение Луны (Ф= 0.62+) севернее Антареса.

17.08 – максимум действия метеорного потока каппа-Цигниды (ZHR= 3).

17.08 – в 12:25 Луна (Ф= 0,70+) в перигее. Расстояние от центра Земли 369128 км.

18.08 – прохождение Луны (Ф= 0.84+) через точку максимального склонения к югу от небесного экватора.

18.08 – в 06:19 прохождение Меркурия всего в 4’15” южнее Марса!

20.08 – долгопериодическая переменная звезда R Льва вблизи максимума блеска (3.5m).

20.08 – в 03:20 Юпитер в противостоянии с Солнцем.

20.08 – Уран в стоянии с переходом к попятному движению.

20.08 – в 03:00 прохождение Луны (Ф= 0.97+) в 3.5 градусах южнее Сатурна.

22.08 – в 10:00 прохождение Луны (Ф= 0.99+) в 3.5 градусах южнее Юпитера.

22.08 – в 15:02 полнолуние.

23.08 – окончание действия метеорного потока Южные дельта-Аквариды.

24.08 – в 08:00 прохождение Луны (Ф= 0.97-) в 4 градусах южнее Нептуна (+7.8m).

24.08 – покрытие Луной (Ф= 0.94-) звезды 30 Рыб (4.4m). Можно наблюдать в Сибири.

24.08 – долгопериодическая переменная звезда RS Лебедя вблизи максимума блеска (6.5m).

25.08 – долгопериодическая переменная звезда V Гончих Псов вблизи максимума блеска (6m).

28.08 – в 13:00 прохождение Луны (Ф= 0.69-) в 1 градусе южнее Урана (+5.7m).

30.08 – в 05:23 Луна (Ф= 0.52-) в апогее. Расстояние от центра Земли 404100 км.

30.08 – Луна (Ф= 0.51-) в восходящем узле своей орбиты.

30.08 – в 10:15 Луна в фазе последней четверти.

30.08 – в 16:00 прохождение Луны (Ф= 0.5-) в 5 градусах севернее Альдебарана.

31.08 – долгопериодическая переменная звезда о Кита вблизи максимума блеска (2m).

31.08 – долгопериодическая переменная звезда T Большой Медведицы вблизи максимума блеска (6m).

Связь с небесным экватором

Самолет из Земли «s орбиты проецируется во всех направлениях образуют опорную плоскость , известную как эклиптики. Здесь он показан спроецированным наружу (серый цвет) на небесную сферу вместе с земным экватором и полярной осью (зеленый цвет). Плоскость эклиптики пересекает небесную сферу по большому кругу (черный), по тому же кругу, по которому Солнце движется по орбите вокруг Земли. Пересечения эклиптики и экватора на небесной сфере — это точки весеннего и осеннего равноденствий (красный цвет), где Солнце, кажется, пересекает небесный экватор.

Поскольку ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости ее орбиты, плоскость экватора Земли не компланарна плоскости эклиптики, а наклонена к ней под углом примерно 23,4 °, который известен как наклон эклиптики . Если экватор проецируется наружу на небесную сферу , образуя небесный экватор , он пересекает эклиптику в двух точках, известных как равноденствия . Солнце в своем видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор в этих точках, одна с юга на север, другая с севера на юг. Переход с юга на север известен как весеннее равноденствие , также известное как первая точка Овна и восходящий узел эклиптики на небесном экваторе. Переход с севера на юг — это осеннее равноденствие или нисходящий узел .

Ориентация земной оси и экватора не фиксируется в пространстве, а вращается вокруг полюсов эклиптики с периодом около 26000 лет — процесс, известный как лунно-солнечная прецессия , так как он в основном обусловлен гравитационным эффектом Луны и Солнца. на экваториальной выпуклости Земли . Точно так же не фиксируется сама эклиптика. Гравитационные возмущения других тел Солнечной системы вызывают гораздо меньшее движение плоскости орбиты Земли и, следовательно, эклиптики, известное как планетарная прецессия . Совместное действие этих двух движений называется общей прецессией и изменяет положение точек равноденствия примерно на 50 угловых секунд (примерно 0,014 °) в год.

Еще раз, это упрощение. Периодические движения Луны и кажущиеся периодические движения Солнца (фактически Земли на его орбите) вызывают кратковременные периодические колебания оси Земли и, следовательно, небесного экватора небольшой амплитуды, известные как нутация . Это добавляет периодический компонент к положению равноденствий; положения небесного экватора и (весеннего) равноденствия с полностью обновленными прецессией и нутацией называются истинным экватором и равноденствием ; позиции без нутации — средний экватор и равноденствие .