Файл: Куликов, К. А. Курс сферической астрономии учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 99
Скачиваний: 0
132 |
ФАКТОРЫ, СМЕЩАЮЩИЕ СИСТЕМУ КООРДИНАТ |
[ГЛ. VI |
Тау.им образом, скорости изменения прямых восхожде ний и склонений будут иметь вид
т = Pi cos е — qx = |
Р cos2e — х sin N cosece, |
|
п = |
рг sin е = |
Р cos е sin е. |
Величины т и п |
зависят от величины Р , которую можно |
рассматривать как постоянную, и от величин е, х и АТ, которые медленно изменяются со временем, вызывая из менения т и п .
По принятым в настоящее время данным Андуайе т
и п имеют следующие значения: |
|
|
|
т = |
46",08506 + 0",027945 Т + |
0",00012 |
Г , |
п = |
20",04685 -0",008533 Т - |
0",00037 |
Т2, |
где Т — число тропических столетий |
после 1900,0. |
||
|
§ 47. Нутация |
|
|
Рассмотрим теперь влияние нутации на прямое вос хождение и склонение светил.
Пусть Р 0 — положение среднего, Р п — положение ис
тинного полюса мира (рис. |
41). |
Обозначим координаты |
||||||
|
|
светила |
С |
относительно |
||||
Г-------- |
среднего |
полюса через а 0, |
||||||
бо |
и относительно |
истин |
||||||
|
|
|||||||
|
|
ного — через а и б. Ввиду |
||||||
|
|
того, что расстояние меж |
||||||
|
|
ду Р п и Р 0 мало, их взаим |
||||||
|
|
ное положение можно рас |
||||||
|
|
сматривать в плоской пря |
||||||
|
|
моугольной |
системе коор |
|||||
|
|
динат. |
Возьмем |
начало |
||||
|
|
прямоугольных координат |
||||||
|
|
в среднем полюсе мира и |
||||||
|
|
проведем ось#в направле |
||||||
|
|
нии |
на |
точку весеннего |
||||
|
Рис |
равноденствия, а ось у — |
||||||
|
под |
прямым углом |
к оси |
|||||
ния |
прямых восхождений. |
х в направлении возраста |
||||||
Обозначим координаты истин |
||||||||
ного |
полюса относительно среднего через X и Y . Опустим |
из точки Р п перпендикуляр Р пК на круг склонений Р 0С.
§ 47] |
НУТАЦИЯ |
133 |
За малостью треугольника Р пК Р 0 положим, что |
|
|
Р 0к = Р 0с - |
Р пС = (90° - б0) - (90° — 6 ) = |
б — б0. |
Произведем следующее построение: из истинного полюса Р п опустим перпендикуляр P nD на ось у. Из точки D восставим перпендикуляр D N к кругу склонений Р 0С.
Теперь можно написать
Р 0К = K N + N P 0 = Р п D cos а 0 + |
P^D sin а 0, |
||
откуда |
cos а 0 + |
Y sin |
а 0. |
6 — б0 = X |
|||
Движение истинного |
полюса |
относительно среднего |
(нутация) происходит по часовой стрелке, если рассмат ривать его снаружи небесной сферы (см. рис. 38). Оно разлагается на две составляющие:
1. Смещение истинного полюса по дуге большого кру га, проходящего через средний полюс экватора и среднюю точку весеннего равноденствия (по оси х).
2. Смещение истинного полюса по дуге большого кру га, проходящего через полюс эклиптики и средний полюс экватора (по оси у).
Первое движение, т. е. смещение истинного полюса вдоль оси х, вызывает смещение истинной точки весны от носительно средней. Это движение называется нутацией в долготе и обозначается через Дф. Второе, т. е. смещение истинного полюса вдоль оси у , вызывает изменение нак лона эклиптики к экватору. Это движение называется ну тацией в наклоне и обозначается через Де.
Нетрудно видеть, что X = Дф sin е, где Дф — раз
ность долгот истинного и среднего полюсов или нутация в долготе, a Y = Де, где Де — изменение наклона экватора
к эклиптике вследствие нутации, или нутация в наклоне. Как первое, так и второе движения очень сложные и представляются целым рядом периодических членов с раз личными периодами и амплитудами. Члены, периоды изменения которых меньше одного месяца, называются
короткопериодическими, с большими периодами — долго периодическими. Главным из долгопериодических являет
ся член с периодом 18,6 года.
Теория вращательного движения Земли вокруг своей оси под действием возмущающего влияния Луны и Солн ца позволяет выразить координаты истинного полюса
134 |
ФАКТОРЫ, СМЕЩАЮЩИЕ СИСТЕМУ КООГДИНЛТ |
[ ГЛ . VI |
относительно среднего формулами: |
|
|
Аф sin 8 = (— б",857 — 0",007Г) sin Q + |
|
|
+ 0",083 sin 2 Q — 0",506 sin 2L® — 0",081 sin 2 |
|
|
Д8 = |
(+ 9",210 — 0",0017) cos Q — 0",090 cos 2 Q + |
|
|
+ 0",551 cos 2L© + 0",088’cos 2 |
(50) |
|
|
где T — время от 1900,0, измеряемое в тропических столе
тиях, Q — средняя долгота восходящего узла лунной ор биты, L@ — средняя долгота Солнца и L ^ — средняя дол
гота Луны. |
г*тгг? |
Часто, когда |
не требуется вы |
сокая точность, применяют при ближенные формулы:
Аф sin 8 = — 67,857 sin Q ,
Ае = + 9",210 cos <Q.
Коэффициент при cos Q в разло
жении Ае, соответствующий боль шой полуоси нутационного эллип са, называется постоянной нута ции и обозначается буквой N .
Для вывода формулы разности (а — а 0) построим сферический треугольник, вершинами которого будут полюс мира Р п, полюс эклиптики Пп и светило С. Элементы треугольника обозначены на рис. 42. Нужно "заметить, что в этом треугольнике дуга’ СИп от
движения среднего и истинного полюсов не изменяется;
все остальные |
элементы переменные. Применяя к этому |
|||
треугольнику формулу |
(d) |
группы |
(17), будем иметь |
|
sin (90° — 6 ) • da |
= sin /_ |
P nCIlndfi — |
||
— cos (90° — 6 ) sin (90° + |
a) d& + sin (90° — P) cos a dX; |
|||
так как CUn = |
const, to dp = 0 и |
|
||
cos dda = — sin 6 cos ade + |
cos p cos a dX, |
|||
или |
COS ,3 COS У. |
R |
|
|
, |
J |
|||
da |
= -----:—*— |
dX — tg o cos a ae, |
||
|
cos о |
|
e |
|
§ 48] СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ЭКВАТОРИАЛЬНЫХ КООРДИНАТ 135
Но из этого же треугольника, применяя вторую формулу группы (4), получим
cos р cos о = cos е cos б + sin е sin б sin а.
Подставляя найденное выражение в формулу для da,
будем иметь
($.с da = (cos 8 + sin 8 sin a tg 6 ) dX — tg 6 cos ads.
Изменение долготы светила dX вследствие нутации
равно нутации в долготе Дф, а величина <ф есть Де.
! Следовательно, заменяя dX и сф на Дф и Де, а также заменяя в формуле влияния нутации на склонение X и Y
на Дф sin е и Де, можно окончательно написать
а — а 0 = |
Дф (cos 8 + sin |
8 sin a 0tg6 0) — Де cos a 0 tg6 0, |
6 — б0 = |
Дф sine cos a 0 + |
Де sin a 0. |
Это и есть формулы влияния на экваториальные коор динаты нутационного смещения полюса. Они применимы для любых звезд, кроме близполюсных, когда необходимо использовать более строгие формулы.
После учета влияния нутации система координат ока зывается связанной со средним полюсом мира. Средний полюс мира, как уже об этом говорилось выше, медленно перемещается среди звезд. Вследствие этого координаты одного и того же светила, полученные в два разных мо мента, все еще нельзя сравнивать между собой. Для све дения наблюдений к одному моменту нужно взять систему координат для вполне определенного момента и, зная за коны векового смещения полюса и точки весеннего равно денствия, привести все наблюдения к этой системе. По ложение такой системы принято относить к началу так называемого бесселева года, о котором говорилось в § 2 0 .
§ 48. Скорость изменения экваториальных координат из-за прецессии
Рассмотрим предварительно скорость изменения эк ваториальных координат, обусловленную смещением по люса. Пусть в некоторый момент времени t средний полюс мира занимает на небе положение Р п, а в момент t + At —
9
положение Рп, переместившись в направлении точки ве сеннего равноденствия (рис. 43). Полюсу Р п соответствует
экватор А А , а полюсу Рп — экватор А 'А '. Обозначим
136 |
ФАКТОРЫ, СМЕЩАЮЩИЕ СИСТЕМУ КООРДИНАТ [ГЛ. VI |
экваториальные координаты светила С относительно
полюса Р п
Рп
через а, 6 , а относительно полюса Рп — через
а ', 6 '. Дугу |
DB |
примем |
за разность (а' — а). |
||
Из узкого |
сферического |
|
треугольника DCB, |
пользу |
|
ясь формулой |
(13), |
получим |
^o' sin СВ = (а' — a)sin90°.
Величина СВ может быть
заменена на б. Тогда получим
а' — а = о sin 6.
Точно так же, применяя эту же формулу к узкому сфе
рическому |
треугольнику |
/ |
учитывая, что |
Рп СРп и |
|
РпС — 90° — б', находим |
|
a cos б' = |
РР' sin а. |
Так как смещение полюса происходит по кругу склонений в направлении точки весны, то Р пРп = п At, где
п — р гsin е есть |
прецессия по склонению. |
||
Значит, |
|
|
|
|
__ р пр п sin а |
__ |
w s i n a A f |
G |
co s б ' |
~ |
cos б ' |
Поэтому разность прямых восхождений а' —а будет равна:
а' — а =
или
а 7 — а __
A t
п s in a s in б
At
cos б 7
п s in a s in б cos б 7
Это есть скорость перемещения точки D по экватору, обус
ловленная изменением положения на небесной сфере кру га склонения вследствие движения среднего полюса к точ ке весны. Сложив эту скорость со скоростью точки весны по прямому восхождению, т. е. величиной т = p l cose — qx,