天文知识:岁差

岁差(axial precession),在天文学中是指一个天体的自转轴指向因为重力作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如,地球自转轴的方向逐渐漂移,追踪它摇摆的顶部,以大约26,000年的周期扫掠出一个圆锥(在占星学称为大年或柏拉图年)。'岁差'这个名词通常只针对长期运动,其他在地轴准线上的变动 -章动和极移- 规模要小了许多。

地球的岁差被称为分点岁差,这是因为 分点沿着黄道相对于背景的恒星向西移动,与太阳在黄道上的运动相反。

日月岁差是太阳和月球对地球赤道隆起的引力作用造成的,引发地轴相对于惯性空间的转动。行星岁差(actually an advance)是由于其它行星对地球和轨道面(黄道)的引力有小角度造成的,导致黄道面相对于惯性空间的移动。日月岁差比行星岁差强大了500倍。除了月球和太阳,其它行星也会造成地轴的运动在惯性空间中产生微小的变化,在对比时会造成对日月岁差和行星岁差的误解,所以国际天文联合会在2006年将主要的部分重新命名为赤道岁差,而较微弱的成份命名为黄道岁差,但是两者的合称仍是综合岁差。

太阳年,又称回归年,是以太阳为参照物,地球围绕太阳旋转一周所需要的时间,是为了区分以遥远不动的恒星为参照物的“恒星年”而提出的概念。太阳中心相继两次通过春分点所经历的时间。一太阳年是根据一个世界平均时间规定的为365天又5小时48分46秒。也称为'回归年'或'分至年'。因固体潮汐导致的地球差异旋转之故,每个太阳年时间都不相等。如;公元2028年365日5时37分28秒、公元1997年365日6时1分16秒。平均为365日5时49分22秒±11分54秒。

太阳年就是回归年,回归年是历法(编撰万年历)年,其时间长度是根据太阳系运行规律而提前计算出24节气点的地球表面真太阳时。

恒星年是地球绕太阳一周实际所需的时间间隔,也就是从地球上观测,以太阳和某一个恒星在同一位置上为起点,当观测到太阳再回到这个位置时所需的时间,只在天文学上使用。一个恒星年等于365.25636个平太阳日或365日6时9分10秒。恒星年长度为365.25636日,即365日6小时9分10秒。恒星年与回归年的不同特点就是恒星年采用钟表时而回归年采用提前计算出来的真太阳时。

公元四世纪,中国晋代天文学家虞喜,在分析古星图和星空时,发现星星的位置略有偏移,进而发现岁差,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。

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。

岁差的影响是北极星经常的改变。目前,勾陈一极适合指示天球北极点,因为勾陈一的视亮度(2.0等)足以担当此重责大任,而且距离真正的北极点只有不到半度的偏差。

在另一方面,天龙座的右枢(天龙座α星),西元前3,000年的北极星,3.67等的光度就显得逊色多了(只有勾陈一的五分之一),在现今都市的光污染下几乎已经看不到了。

在天琴座内明亮的织女星过去也曾担任过北极星(在西元前12,000年,在西元14,000年将再任),但是却从未接近至北极点的5°以内。

当西元27,800年勾陈一再度成为北极星时,由于他的自行运动将会比现在离北极点稍远一些,在西元前23,600年的接近,是他最接近北极点的时刻。

在现阶段,要找到天球南极点是比较困难的,因为那个区域是平淡无奇,列名为南极星的南极座σ只是一颗在理想的条件下,肉眼勉强可见的5.5等暗星。但在第80到90世纪时,天南极将通过伪十字。

这种形势从星图也能看出,南极的指向正向南十字座移动。在经历2,000年左右,南十字座恰好可以指出南极点。由于南极点在向南十字座接近中,结果导致从北半球的亚热带地区将不再能像古希腊时代那样清楚的看见这个星座。

如果觉得不好理解,可以这样想象,一个醉汉朝家里走,一路上,不断的摇摆晃动,虽然到家的直线距离是一定的,但是因为喝醉的原因,醉汉实际走到家里的距离要大于直径。

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