Ekliptický souřadnicový systém - Ecliptic coordinate system

The ekliptický souřadnicový systém je nebeský souřadnicový systém běžně používané pro reprezentaci zdánlivé polohy a oběžné dráhy z Sluneční Soustava předměty. Protože většina planety (až na Rtuť ) a mnoho malá tělesa sluneční soustavy mají oběžné dráhy jen s nepatrnými sklony do ekliptický, který jej používá jako základní rovina je pohodlné. Systém je původ může být středem buď slunce nebo Země, jeho primární směr je směrem k jarní (Březen) rovnodennost, a má pravá konvence. Může být implementováno v sférický nebo obdélníkové souřadnice.^[1]

Střed Země ekliptické souřadnice při pohledu zvenčí nebeská sféra. Ekliptická délka (červená) se měří podél ekliptický z jarního rovnodennost. Měří se ekliptická zeměpisná šířka (žlutá) kolmý ekliptice. Celá zeměkoule je zde zobrazena vysoká zeměpisná šířka souřadnice jsou vidět jen zřídka, kromě jistých komety a asteroidy.

Primární směr

Zdánlivý pohyb slunce podél ekliptiky (červená), jak je vidět na vnitřní straně nebeská sféra. Ekliptické souřadnice se zobrazují (červeně). The nebeský rovník (modrá) a rovníkové souřadnice (modrá), nakloněná k ekliptice, se zdá, jak se Slunce posouvá, kolísá.

The nebeský rovník a ekliptický se pomalu pohybují kvůli rušivé síly na Země, proto orientace primárního směru, jejich průsečík v Severní polokoule jarní rovnodennost, není zcela pevná. Zpomalený pohyb zemské osy, precese, způsobuje pomalé a kontinuální otáčení souřadnicového systému na západ kolem pólů ekliptický, dokončení jednoho okruhu za přibližně 26 000 let. Navrstvený na to je menší pohyb ekliptický a malá oscilace zemské osy, nutace.^[2]^[3]

Aby bylo možné odkazovat na souřadný systém, který lze považovat za fixovaný v prostoru, vyžadují tyto pohyby specifikaci rovnodennost konkrétního data, známého jako epocha, když udáváte polohu v ekliptických souřadnicích. Tři nejčastěji používané jsou:

Střední rovnodennost standardní epochy: (obvykle J2000.0 epocha, ale může zahrnovat B1950.0, B1900.0 atd.) je pevný standardní směr, který umožňuje přímé srovnání pozic založených v různých datech.
Průměrná rovnodennost data: je křižovatkou ekliptický "data" (tj. ekliptiky na jeho pozici k "datu") s znamenat rovník (tj. rovník otočený o precese do své polohy k "datu", ale bez malých periodických oscilací nutace ). Běžně se používá na planetách obíhat výpočet.
Pravá rovnodennost data: je křižovatkou ekliptický "data" s skutečný rovník (tj. střední rovník plus nutace ). Toto je skutečný průsečík dvou rovin v kterémkoli konkrétním okamžiku, přičemž jsou zohledněny všechny pohyby.

Poloha v ekliptickém souřadnicovém systému je tedy obvykle specifikována pravá rovnodennost a ekliptika data, střední rovnodennost a ekliptika J2000.0, nebo podobné. Všimněte si, že neexistuje žádná „střední ekliptika“, protože ekliptika nepodléhá malým periodickým oscilacím.^[4]

Sférické souřadnice

Shrnutí notace pro ekliptické souřadnice^[5]
	Sférické			Obdélníkový
	Zeměpisná délka	Zeměpisná šířka	Vzdálenost	Obdélníkový
Geocentrický	$λ$	$β$	$Δ$
Heliocentrický	$l$	$b$	$r$	$X$ , $y$ , $z$ ^{[poznámka 1]}
^ Příležitostné použití; $X$ , $y$ , $z$ jsou obvykle vyhrazeny pro rovníkové souřadnice.

Ekliptická délka: Ekliptická délka nebo nebeská zeměpisná délka (symboly: heliocentrické $l$ , geocentrické $λ$ ) měří úhlovou vzdálenost objektu podél ekliptický z primárního směru. Jako pravý vzestup v rovníkový souřadný systém, primární směr (ekliptická délka 0 °) směřuje od Země směrem ke Slunci na jarní rovnodennost severní polokoule. Protože se jedná o systém pro praváky, ekliptická délka se měří kladně na východ v základní rovině (ekliptice) od 0 ° do 360 °. Kvůli axiální precese, ekliptická délka většiny „stálých hvězd“ (vztaženo k datu rovnodennosti) se zvyšuje přibližně o 50,3 obloukové sekundy za rok, nebo 83,8 obloukové minuty za století, rychlost obecné precese.^[6]^[7] U hvězd v blízkosti ekliptických pólů však rychlosti změny ekliptické délky dominuje mírný pohyb ekliptiky (tj. Roviny oběžné dráhy Země), takže rychlost změny může být cokoli od minus nekonečna do plus nekonečno v závislosti na přesné poloze hvězdy.
Ekliptická zeměpisná šířka: Ekliptická zeměpisná šířka nebo nebeská zeměpisná šířka (symboly: heliocentrický $b$ , geocentrické $β$ ), měří úhlovou vzdálenost objektu od ekliptický směrem na sever (pozitivní) nebo na jih (negativní) ekliptický pól. Například severní ekliptický pól má nebeskou šířku + 90 °. Ekliptická šířka pro „stálé hvězdy“ není precesí ovlivněna.
Vzdálenost: Vzdálenost je také nezbytný pro úplnou sférickou polohu (symboly: heliocentrický $r$ , geocentrické $Δ$ ). Pro různé objekty se používají různé jednotky vzdálenosti. V rámci Sluneční Soustava, astronomické jednotky se používají a pro objekty v blízkosti Země, Poloměry Země nebo kilometrů Jsou používány.

Historické použití

Od starověku do 18. století byla ekliptická délka běžně měřena pomocí dvanácti znamení zvěrokruhu, každá z 30 ° zeměpisné délky, praxe, která pokračuje v moderní astrologie. Značky přibližně odpovídaly souhvězdí prošel ekliptikou. Zeměpisné délky byly zadány ve znacích, stupních, minutách a sekundách. Například zeměpisná délka ♌ 19° 55′ 58″ je 19,933 ° východně od začátku značky Lev. Protože Leo začíná 120 ° od jarního rovnodennost, zeměpisná délka v moderní podobě je 139° 55′ 58″.^[8]

V Číně se ekliptická délka měří pomocí 24Solární termíny, každá o 15 ° zeměpisné délky, a jsou používány Čínské lunisolar kalendáře zůstat synchronizován s ročními obdobími, což je pro agrární společnosti zásadní.

Obdélníkové souřadnice

Heliocentrický ekliptické souřadnice. The původ je slunce centrum, referenční rovina je ekliptický letadlo a primární směr (

X

-axis) je jarní rovnodennost. A pravostranné pravidlo specifikuje a

y

-os 90 ° na západ v základní rovině. The

z

-osa ukazuje na sever ekliptický pól. Referenční rámec je relativně stacionární, vyrovnaný s jarní rovnodenností.

A obdélníková varianta ekliptických souřadnic se často používá v orbitální výpočty a simulace. Má své původ ve středu slunce (nebo na barycentrum z Sluneční Soustava ), své základní rovina na ekliptický letadlo a $X$ - osa směrem k jarnímu rovnodennost. Souřadnice mají a konvence pro praváky, tj. pokud jeden natáhne pravý palec nahoru, simuluje to $z$ - osa, jejich prodloužený ukazováček $X$ -osa a zvlnění ostatních prstů směřuje obecně ve směru k $y$ -osa.^[9]

Tyto obdélníkové souřadnice se vztahují k odpovídajícím sférickým souřadnicím pomocí

{ displaystyle { begin {zarovnáno} x & = r cos b cos l y & = r cos b sin l z & = r sin b end {zarovnáno}}}

Konverze mezi nebeskými souřadnicovými systémy

Převod kartézských vektorů

Převod z ekliptických souřadnic na rovníkové souřadnice

{ displaystyle { begin {bmatrix} x _ { text {equatorial}} y _ { text {equatorial}} z _ { text {equatorial}} end {bmatrix}} = { begin { bmatrix} 1 & 0 & 0 0 & cos varepsilon & - sin varepsilon 0 & sin varepsilon & cos varepsilon end {bmatrix}} ! cdot ! { begin {bmatrix} x_ { text {ecliptic}} y _ { text {ecliptic}} z _ { text {ecliptic}} konec {bmatrix}}}

^[10]

Převod z rovníkových souřadnic na ekliptické souřadnice

{ displaystyle { begin {bmatrix} x _ { text {ecliptic}} y _ { text {ecliptic}} z _ { text {ecliptic}} end {bmatrix}} = { begin { bmatrix} 1 & 0 & 0 0 & cos varepsilon & sin varepsilon 0 & - sin varepsilon & cos varepsilon end {bmatrix}} ! cdot ! { begin {bmatrix} x_ { text {equatorial}} y _ { text {equatorial}} z _ { text {equatorial}} end {bmatrix}}}

kde $ε$ je šikmost ekliptiky.

Viz také

Nebeský souřadnicový systém
Ekliptický
Ekliptický pól, kde ekliptická šířka je ± 90 °
Rovnodennost
- Rovnodennost (nebeské souřadnice)
- Březnová rovnodennost

Poznámky a odkazy

^ Nautical Almanac Office, US Naval Observatory; H.M. Nautical Almanac Office, Royal Greenwich Observatory (1961). Vysvětlující dodatek k astronomickým efemeridám a americkým efemeridám a námořním almanachům. H.M. Kancelářské potřeby, Londýn (dotisk 1974). str.24 –27.
^ Vysvětlující dodatek (1961), str. 20, 28
^ US Naval Observatory, Nautical Almanac Office (1992). P. Kenneth Seidelmann (ed.). Vysvětlující dodatek k Astronomickému almanachu. University Science Books, Mill Valley, CA (dotisk 2005). str. 11–13. ISBN 1-891389-45-9.
^ Meeus, Jean (1991). Astronomické algoritmy. Willmann-Bell, Inc., Richmond, VA. p. 137. ISBN 0-943396-35-2.
^ Vysvětlující dodatek (1961), sek. 1G
^ N. Capitaine; P.T. Wallace; J. Chapront (2003). „Výrazy pro precesní množství IAU 2000“ (PDF). Astronomie a astrofyzika. 412 (2): 581. Bibcode:2003 A & A ... 412..567C. doi:10.1051/0004-6361:20031539.
^ J.H. Lieske et al. (1977), "Výrazy pro precesní veličiny založené na systému astronomických konstant IAU (1976) ". Astronomie a astrofyzika 58, s. 1-16
^ Leadbetter, Charles (1742). Kompletní systém astronomie. J. Wilcox, Londýn. p.94.; četné příklady tohoto zápisu se objevují v celé knize.
^ Vysvětlující dodatek (1961), str. 20, 27
^ Vysvětlující dodatek (1992), str. 555-558

externí odkazy

Ekliptika: roční cesta Slunce po nebeské sféře Durham University Department of Physics
Rovníkové ↔ Převodník ekliptických souřadnic
MĚŘENÍ SKY Rychlý průvodce nebeskou sférou James B. Kaler, University of Illinois

[6] Příležitostné použití; $X$ , $y$ , $z$ jsou obvykle vyhrazeny pro rovníkové souřadnice.

[1] Nautical Almanac Office, US Naval Observatory; H.M. Nautical Almanac Office, Royal Greenwich Observatory (1961). Vysvětlující dodatek k astronomickým efemeridám a americkým efemeridám a námořním almanachům. H.M. Kancelářské potřeby, Londýn (dotisk 1974). str.24 –27.

[2] Vysvětlující dodatek (1961), str. 20, 28

[3] US Naval Observatory, Nautical Almanac Office (1992). P. Kenneth Seidelmann (ed.). Vysvětlující dodatek k Astronomickému almanachu. University Science Books, Mill Valley, CA (dotisk 2005). str. 11–13. ISBN 1-891389-45-9.

[4] Meeus, Jean (1991). Astronomické algoritmy. Willmann-Bell, Inc., Richmond, VA. p. 137. ISBN 0-943396-35-2.

[5] Vysvětlující dodatek (1961), sek. 1G

[7] N. Capitaine; P.T. Wallace; J. Chapront (2003). „Výrazy pro precesní množství IAU 2000“ (PDF). Astronomie a astrofyzika. 412 (2): 581. Bibcode:2003 A & A ... 412..567C. doi:10.1051/0004-6361:20031539.

[8] J.H. Lieske et al. (1977), "Výrazy pro precesní veličiny založené na systému astronomických konstant IAU (1976) ". Astronomie a astrofyzika 58, s. 1-16

[9] Leadbetter, Charles (1742). Kompletní systém astronomie. J. Wilcox, Londýn. p.94.; četné příklady tohoto zápisu se objevují v celé knize.

[10] Vysvětlující dodatek (1961), str. 20, 27

[11] Vysvětlující dodatek (1992), str. 555-558

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[poznámka 1]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Nebeské souřadnicové systémy
Horizontální Rovníkový Ekliptický Galaktický Supergalaktický
Převod souřadnic Souřadnicový systém