歲差

歲差

歲差(axial precession),在天文學中是指一個天體的自轉軸指向因為重力作用導致在空間中緩慢且連續的變化。例如,地球自轉軸的方向逐漸漂移,追蹤它搖擺的頂部,以大約26,000年的周期掃掠出一個圓錐(在占星學稱為大年或柏拉圖年)。"歲差"這個名詞通常只針對長期運動,其他在地軸準線上的變動 -章動和極移- 規模要小了許多。除了月球和太陽,其它行星也會造成地軸的運動在慣性空間中產生微小的變化,在對比時會造成對日月歲差和行星歲差的誤解,所以國際天文聯合會在2006年將主要的部分重新命名為赤道歲差,而較微弱的成份命名為黃道歲差,但是兩者的合稱仍是綜合歲差。

簡介

在歷史上,地球的歲差被稱為分點歲差,這是因為 分點沿著黃道相對於背景的恆星向西移動,與太陽在黃道上的運動相反。在非技術的討論中仍沿用此一名詞,這點在詳細的數學中是不存在的。在歷史上,記載喜帕恰斯發現分點歲差,雖然確實的時代和日期並不清楚,但由托勒密認為是他所做的天文觀測推測,期間在西元前147年至127年。 在19世紀的前半世紀,由於對行星之間引力計算能力的改進,人們體認到黃道本身也有輕微的移動,在1863年之際這稱為行星歲差,而占主導地位的部份稱為日月歲差(lunisolar precession)。它們合起來稱為綜合歲差,並且取代了分點歲差。日月歲差是太陽和月球對地球赤道隆起的引力作用造成的,引發地軸相對於慣性空間的轉動。行星歲差(actually an advance)是由於其它行星對地球和軌道面(黃道)的引力有小角度造成的,導致黃道面相對於慣性空間的移動。日月歲差比行星歲差強大了500倍。除了月球和太陽,其它行星也會造成地軸的運動在慣性空間中產生微小的變化,在對比時會造成對日月歲差和行星歲差的誤解,所以國際天文聯合會在2006年將主要的部分重新命名為赤道歲差,而較微弱的成份命名為黃道歲差,但是兩者的合稱仍是綜合歲差。

發現

東方--虞喜

公元四世紀,中國晉代天文學家虞喜,在分析古星圖和星空時,發現星星的位置略有偏移,進而發現歲差,並定出冬至點每50年後退1°。《宋史·律曆志》記載:“虞喜云:‘堯時冬至日短星昴,今二千七百餘年,乃東壁中,則知每歲漸差之所至。’”歲差這個名詞即由此而來。

西方--喜帕恰斯

公元前二世紀,古希臘天文學家喜帕恰斯在編制一本包含1,022顆恆星的星表時,把他測出的星位與150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯測定的星位進行比較,發現恆星的黃經有較顯著的改變,而黃緯的變化則不明顯。在這150年間,所有恆星的黃經都增加約1°5。喜帕恰斯認為,這是春分點沿黃道後退所造成的,並推算出春分點每100年西移1°。這是歲差現象的最早發現。

影響

歲差的影響是北極星經常的改變。目前,勾陳一極適合指示天球北極點,因為勾陳一的視亮度(2.0等)足以擔當此重責大任,而且距離真正的北極點只有不到半度的偏差。

在另一方面,天龍座的右樞(天龍座α星),西元前3,000年的北極星,3.67等的光度就顯得遜色多了(只有勾陳一的五分之一),在現今都市的光污染下幾乎已經看不到了。

在天琴座內明亮的織女星過去也曾擔任過北極星(在西元前12,000年,在西元14,000年將再任),但是卻從未接近至北極點的5°以內。

當西元27,800年勾陳一再度成為北極星時,由於他的自行運動將會比現在離北極點稍遠一些,在西元前23,600年的接近,是他最接近北極點的時刻。

在現階段,要找到天球南極點是比較困難的,因為那個區域是平淡無奇,列名為南極星的南極座σ只是一顆在理想的條件下,肉眼勉強可見的5.5等暗星。但在第80到90世紀時,天南極將通過偽十字。

這種形勢從星圖也能看出,南極的指向正向南十字座移動。在經歷2,000年左右,南十字座恰好可以指出南極點。由於南極點在向南十字座接近中,結果導致從北半球的亞熱帶地區將不再能像古希臘時代那樣清楚的看見這個星座。

天文學基本術語

與時間相關的

時間單位 取法自然:銀河年 · 默冬章 · · · · 日[時間概念]
人為單位: · · · · · · 年代 · 世紀 · 千年
天文的年 交點年· 回歸年· 恆星年· 近點年· 儒略年
天文的月 交點月· 回歸月· 恆星月· 近點月· 朔望月
天文的日 儒略日· 太陽日· 恆星日· 曆書日
天文的時 恆星時· 民用時· 曆書時
時間標準 國際原子時· 協調世界時(UTC)· 格林尼治標準時間(GMT)· 地球時(TT)· 力學時(DT)
授時與守時 授時原時· 曆元· 歲差· 均時差· 偕日升
守時地方平時· 時區· 標準時間
其他 剎那· 時辰地支)· · 大時· 晝夜平分點

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