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黄极

黄极(ecliptic pole)是天文学中的一个重要术语,指的是垂直于地球绕太阳公转轨道面——黄道面的直线,与假想的天球相交形成的点。

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基本概况 编辑本段

黄极包含两个点,即北黄极和南黄极。由于岁差现象的存在,天极会以大约25,800年为周期,沿着一个圆形轨道环绕黄极运动。在2009年8月26日这一天,北黄极的坐标值为赤经1800.0,赤纬+66°33′38.6″(J2000的精确值);南黄极的坐标值为赤经600.0,赤纬-66°33′38.6″(J2000的精确值)。当在赤道坐标系统中呈现时,这些坐标值反映了地球转轴的倾角。

值得注意的是,黄极不可能出现在暗黑天空中的天顶位置。根据定义,黄极与太阳的位置相距90度,因此当黄极位于天顶时,太阳必然还处于地平线之上。

天极定义

天极是地球自转轴(地轴)向天球无限延伸后,在无穷远处与天球相交的两个假想点,分别为北天极和南天极。

现象原理 编辑本段

当我们仰望夜空时,会看到星星仿佛从头顶由东向西移动,这给人一种天球也在从东向西自转的错觉。实际上,这是由于我们以地球为参考系进行观测的结果。地球并非惯性系,而是绕着地轴持续自转,因此相对观测者而言,会产生天球绕地轴自转的错觉。天球“自转”的周期与地球自转周期相同,均为恒星时的23小时56分04秒。

天球坐标系统

地轴延伸至无穷远处与天球相交于两点,即天极。以地球为参考系时,观测者会发现这两个点是天球上唯一的一对不动点。以这两点连线(即地轴)为基准轴,以地心为原点,以赤道平面为基准面,所建立的天球坐标系统即为天球赤道坐标系统。相应地,北天极和南天极的坐标第三值(即赤纬)分别为+90°和-90°。

摄影应用 编辑本段

在天文摄影中,特别是追踪摄影方面,赤道仪作为追踪装置必须先对准天极,才能准确追踪并拍摄天体。

岁差定义 编辑本段

岁差(axial precession,字面意义为“(自转)轴进动”)是天文学中的一个重要概念,指的是一个天体的自转轴指向因重力作用而在空间中缓慢且连续变化的现象。例如,地球自转轴的方向会逐渐漂移,其顶部会摇摆,并以大约25,800年为周期扫掠出一个圆锥形轨迹(在占星学中称为大年或柏拉图年)。“岁差”这一名词通常仅针对这种长期运动而言,而其他在地轴准线上的变动,如章动和极移,其规模要小得多。

黄极黄极

历史背景 编辑本段

在历史上,地球的岁差被称为分点岁差。这是因为分点(春分点和秋分点)会沿着黄道相对于背景恒星向西移动,与太阳在黄道上的运动方向相反。在非技术性的讨论中,这一名词仍被沿用,但在详细的数学研究中则不再使用。据记载,喜帕恰斯发现了分点岁差现象,尽管确切的时代和日期并不清楚,但由托勒密认为是他所做的天文观测推测,其活动期间在公元前147年至127年之间。

研究发展 编辑本段

在19世纪前半叶,随着对行星之间引力计算能力的改进,人们发现黄道本身也有轻微的移动。1863年,这一现象被称为行星岁差,而占主导地位的部分则被称为日月岁差(lunisolar precession)。它们合起来称为综合岁差,并取代了分点岁差的概念。日月岁差是由太阳和月球对地球赤道隆起的引力作用造成的,它引发了地轴相对于惯性空间的转动。

行星岁差(实际上是一种进动)是由于其他行星对地球和轨道面(黄道)的引力作用在小角度上造成的,它导致黄道面相对于惯性空间移动。日月岁差的强度比行星岁差强大了500倍。除了月球和太阳之外,其他行星也会造成地轴在惯性空间中的运动产生微小变化。在对比时,这可能会造成对日月岁差和行星岁差的误解。因此,国际天文联合会在2006年将主要部分重新命名为赤道岁差,而较微弱的成分则命名为黄道岁差。但两者的合称仍然是综合岁差。 

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