岁差和章动

岁差和章动

 

岁差和章动

在外力作用下,地球自转轴在空间并不保持固定的方向,而是不断发生变化。地轴的长期运动称为岁差,而其周期运动则称为章动。岁差和章动引起天极和春分点(见分至点)在天球上的运动,对恒星的位置有所影响。

地球绕地轴旋转,可以看做是巨大的陀螺旋转,由于日月等天体的影响,类似于旋转陀螺在重力场中进行运动(在旋转速度减慢时,陀螺中心线会倾斜,中心线上的点做圆周运动),地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转形成一个倒圆锥体,其锥角等于黄赤交角23.5度,旋转周期26000年,这种运动称为岁差。

月球绕地球旋转的轨道称为白道,由于白道对于黄道约5度倾斜,这使得月球产生的转矩的大小和方向不断变化,从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动,振幅为9.21秒,这种现象称为章动。

在外力作用下,地球自转轴在空间并不保持固定的方向,而是不断发生变化。地轴的长期运动称为岁差,而其周期运动则称为章动。岁差和章动引起天极和春分点(见分至点)在天球上的运动,对恒星的位置有所影响。

公元前二世纪,古希腊天文学家喜帕恰斯在编制一本包含1,022颗恒星的星表时,把他测出的星位与150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯测定的星位进行比较,发现恒星的黄经有较显著的改变,而黄纬的变化则不明显。在这150年间,所有恒星的黄经都增加约1.°5。喜帕恰斯认为,这是春分点沿黄道后退所造成的,并推算出春分点每100年西移1°。这是岁差现象的最早发现。公元四世纪,中国晋代天文学家虞喜,根据对冬至日恒星的中天观测,独立地发现岁差,并定出冬至点每50年后退1°。《宋史·律历志》记载:“虞喜云:‘尧时冬至日短星昴,今二千七百余年,乃东壁中,则知每岁渐差之所至。’”岁差这个名词即由此而来。

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