Как влияет осевая прецессия на ориентацию орбит планет?

Я работаю над онлайн-приложением для визуализации положения планет и расчета их эфемерид (вы можете найти его здесь , но оно еще не завершено). У меня не так много знаний в астрономии, и я каждый день узнаю что-то новое, разрабатывая код. У меня возникло несколько вопросов, на которые я надеюсь получить ответы здесь.

Первое, что я не совсем понимаю, это эффект осевой прецессии Земли. Я понимаю, как это заставляет точку весны двигаться по эклиптике в пределах периода прецессии около 25770 лет. Но поскольку долгота восходящих узлов орбиты каждой планеты зависит от точки весны и остается почти постоянной во времени, кажется, что все орбиты меняют свое положение относительно звезд с той же скоростью, что и точка весны. Но я не могу поверить, что ориентация орбит связана с прецессией земной оси.

Вы можете увидеть эффект в приложении: когда вы перемещаете самый верхний ползунок времени в течение многих лет, вы можете видеть, как зодиак вращается, а орбиты остаются на месте, потому что весенняя точка фиксируется шкалой. Разве орбиты не должны двигаться вместе со звездами? Но тогда долгота восходящих узлов уже не была бы постоянной... Я в замешательстве. Спасибо.

Ответы (2)

Говоря о долготе восходящего узла, вы должны быть очень осторожны, чтобы определить используемую опорную плоскость. Как вы утверждаете, из-за осевой прецессии Земли Первая точка Овна перемещается по эклиптике в течение примерно 26 000 лет. Это происходит потому, что небесный экватор медленно прецессирует вокруг эклиптики.

Теперь, в случае орбитальных элементов других планет, долгота восходящего узла снова относится к первой точке Овна. Как подсказывает ваша интуиция, на орбиты внешних планет не будет влиять прецессия земного равноденствия. Это означает, что долготы восходящего узла не будут постоянными в течение длительных периодов времени. Если предположить, что физические орбиты фиксированы (т. е. планеты не возмущают друг друга), то изменение долгот восходящего узла будет полностью обусловлено прецессией Земли. Когда вы примете во внимание оба этих изменения, вы обнаружите, что они уравновешивают друг друга, и положение этих орбит остается фиксированным по отношению к далеким звездам.

Вы можете видеть в элементах орбиты, предоставленных НАСА, что они даны относительно эпохи J2000.0. Другими словами, элементы орбиты приведены для одного момента времени, и чтобы получить элементы орбиты сегодня, необходимо учитывать прецессию Земли.

http://ssd.jpl.nasa.gov/txt/p_elem_t1.txt

Хорошо, есть небольшое изменение долготы узлов, как указано в предоставленном вами документе. Но я говорю не об этом. Чтобы сделать мой вопрос немного яснее, представьте себе наблюдателя на северном полюсе эклиптики, смотрящего вниз на солнце (как это делается на моей планетарной карте). Возьмем, к примеру, орбиту Плутона. Сегодня афелий указывает в направлении Овна примерно на 45 ° от точки весны. Примерно через 6500 лет, когда 1/4 периода прецессии закончится, не должен ли афелий быть около 135°, когда туда переместился Овен, потому что точка весны находится в Стрельце?

По отношению к зависящему от времени равноденствию долготы восходящего узла и перигелия планеты увеличиваются на 1,4 градуса за столетие из-за прецессии, плюс или минус меньшие величины из-за возмущения другими планетами. Относительно фиксированного равноденствия стандартной эпохи эти долготы изменяются только из-за возмущения. Другое объяснение этого различия есть в статье Википедии об эклиптических координатах .

В вашем приложении шкала долготы относится к дате равноденствия для ползунков времени. Весеннее равноденствие стандартной эпохи J2000.0 приходится на астрономические Рыбы независимо от времени. Афелий орбиты Плутона также должен оставаться в одном и том же созвездии с течением времени, не подвергаясь влиянию прецессии земной оси.