Почему центр осевой прецессии Земли строго перпендикулярен эклиптике? (это?)

Насколько я понимаю, осевая прецессия Земли такова, что линия северного полюса, указывающая в сторону от планеты, описывает круг на небесной сфере с периодом примерно 26 000 лет. Мой первый вопрос при прочтении этого был: «Где находится центр этого круга?» Другими словами, вокруг какой оси прецессирует вращение Земли? Я предполагал, что это будет несколько произвольно, но с тех пор узнал, что он указывает на северный полюс эклиптики. Почему это? Правильно ли я предполагаю, что планеты естественным образом имеют тенденцию вращаться в той же плоскости, что и их орбиты, но эффекты прецессии, вызванные другими массивными телами, вместо этого заставляют ось вращения колебаться вокруг северной эклиптики?

(бонус) Если так, то что происходит с Ураном и его необычно большим осевым наклоном? Это другое явление или ось вращения Урана также прецессирует вокруг его собственного северного полюса эклиптики? Хотя и с гораздо большей амплитудой.

Это определенно не дубликат этого вопроса. Я не спрашиваю, в каких направлениях может указывать ось, я спрашиваю, почему центр осевой прецессии Земли указывает прямо на северный полюс эклиптики? Похоже на довольно серьезное совпадение, наверняка есть причина для этого?
Исследуйте определение северного полюса эклиптики.
Вращение Земли отклонено на 23,5 градуса от ее плоскости вращения. Это достаточно существенно и важно. Это вызывает времена года.
@BillN Возможно, вы упустили суть. Ось прецессирует относительно фоновых звезд, и эта прецессия определяет ее собственную ось, которая почти перпендикулярна эклиптике.
@dmckee Я понимаю, что ОП говорит о прецессии, но ОП также спрашивает о вращении планет, отличном от осевой прецессии. См. предложение "Правильно ли я..."

Ответы (2)

Ответ кроется в причине прецессии. Вращающиеся объекты не просто прецессируют сами по себе, это результат воздействия других тел на вращающийся объект, вызывающий крутящий момент.

В случае прецессии равноденствий прецессия вызвана другими телами Солнечной системы, в первую очередь Солнцем и Луной. Поскольку Земля слегка наклонена (экваториальный радиус больше полярного радиуса), возникает экваториальная выпуклость. Далее, из-за наклона земной оси эта выпуклость наклонена по отношению к эклиптике. Гравитационное притяжение Солнца сильнее действует на ближнюю к нему сторону выпуклости и создает небольшой крутящий момент. Подобные эффекты имеют место из-за присутствия Луны, комбинированный эффект известен как лунно-солнечная прецессия . Другие близлежащие массивные тела также играют роль.

Полное понимание того, как и почему этот крутящий момент вызывает эффекты прецессии, требует понимания углового момента в целом и относительно тривиально, учитывая это.

Чтобы ответить на вопрос явно, центр осевой прецессии указывает примерно вдоль полюса эклиптики, потому что эффект вызван солнцем (которое всегда находится на эклиптике) и луной (которая очень близко к эклиптике).

То, как я читаю этот вопрос, действительно спрашивает об ориентации оси вращения идеальной осесимметричной планеты (у которой не было бы никакой прецессии).

Я думаю, это сводится к тому, как сформировался первоначальный планетарный аккреционный диск и как из него конденсировались планеты. Я не эксперт в астрофизике, но, насколько я понимаю, материал в аккреционном диске имеет угловой момент, который является однородным в хорошем приближении (хотя и не точно) и нормальным к плоскости эклиптики. Поэтому мы ожидаем, что без внешних возмущений планеты будут вращаться вокруг осей, перпендикулярных плоскости эклиптики. Однако при столкновении с объектами за пределами Солнечной системы ось вращения планеты, подверженной такому столкновению, может быть другой.

Такие столкновения, вероятно, происходят в той или иной степени для всех планет. Нептун - значительный выброс, ось вращения которого наклонена примерно на 30 градусов. Плутон еще хуже (ну, бедный Плутон больше не считается членом клуба) с осью, которая почти точно находится в плоскости эклиптики. Согласно комментарию Билла, ось вращения Земли прецессирует вокруг оси, которая наклонена чуть более чем на 23 градуса относительно нормали в плоскости эклиптики.