С древних времен люди с большим интересом следили за тем, что происходит в небе. С помощью небесных объектов люди ориентировались по местности. Еще позже земледельцы и скотоводы додумались до создания календаря, так как земледельческие работы требовали последовательности и периодичности. В то время были сделаны первые научные выводы на основе многолетних наблюдений за Солнцем и Луной: люди заметили цикличность движения космических тел и особенности их движения.
Определение и значение
Одной из важных составляющих для понимания процессов Солнечной системы является эклиптика объектов. Если говорить о Земле, то эклиптика планеты — это воображаемая плоскость, очерченная путем движения за один год. Проще говоря, это вся планета на расстоянии от Земли до Солнца, заключенная в полный оборот по орбите вокруг звезды.
Это понятие «эклиптика» самого Солнца — это плоскость, образующаяся при движении звезды в космическом пространстве при прохождении 12 созвездий. Важно отметить, что плоскость эклиптики Солнца совпадает с плоскостями эклиптики всех планет Солнечной системы.
Еще древние цивилизации использовали наблюдения за движением солнца в сельском хозяйстве. Как правило, они селились вблизи крупных рек, таких как Янцзы, Евфрат, Нил и других. Люди понимали, что со сменой времен года меняются не только климатические условия, но и положение солнца на небе. В то время было замечено отклонение пути движения звезды, которое повторялось примерно раз в 365 дней — годовой цикл.
Древние ученые отмечали, что солнце движется по двум линиям. Первый ежедневный — движение с востока на запад и второй, совершающий проекцию на небесную сферу, что положило начало понятию «эклиптика».
Впервые наклон планеты в 23 градуса 51 минуту рассчитал еще в третьем веке до нашей эры астроном Эратосфен. Независимо от своего орбитального движения или времен года, Земля всегда сохраняет этот угол наклона.
Точки координат
В современной астрономии круг эклиптики используется как основная система координат в движении Земли и Солнца. В эклиптической системе координат широта измеряется с юга на северный полюс эклиптики, а долгота — с запада на восток. За полюс эклиптики принимают точку пересечения плоскости с перпендикуляром.
Вся плоскость эклиптики разрезается экватором на две одинаковые части. Точки, противоположные экватору, называются узлами или равноденствиями. В середине орбиты между равноденствиями находятся точки зимнего и летнего солнцестояния.
Линия равноденствий, также известная как небесный экватор, представляет собой воображаемую плоскость, перпендикулярную оси вращения нашей планеты. В этой плоскости работают все околоземные спутники. Если вы посмотрите на звездную карту, линия, идущая с запада на восток, — это экватор.
В концепции эклиптики экватор также называют линией равенства. Такое название было дано неспроста, так как звезды, расположенные в этой области, находятся над горизонтом в то же время, что и находящиеся под горизонтом. Такая же ситуация наблюдается и с солнцем, два раза в год в дни равноденствий.
Небесный экватор совпадает с плоскостью эклиптики и образует угол 23º 27′. Это наклон эклиптики. Этот угол наклона постоянен в течение миллионов лет. В то же время исследователи установили, что она уменьшается на 48 за столетие. Процесс уменьшения угла будет продолжаться еще несколько тысяч лет, пока не будет достигнуто минимальное положение 22° 54′.
Солнцестояние и равноденствие
Только на 47° поверхности планеты Земля солнечные лучи падают перпендикулярно. Это связано с шарообразной формой земли и углом наклона. Самая северная точка с перпендикулярным падением солнечного света находится на 23º 27′ широты и называется Тропиком Рака. Южное полушарие имеет такую же крайнюю точку на 23º 27′ южной широты и называется Тропиком Козерога. Это крайние точки воображаемой линии, по которой в течение года движется солнце. Присутствие солнца над этими точками называется солнцестоянием. В этот момент фиксируются самый длинный световой день и самая короткая ночь.
Название точек было взято от названий созвездий: южное полушарие — Козерог и северное — Рак. Точки пересечения эклиптики и небесного экватора совпадают весной в созвездии Рыб, а осенью в созвездии Девы. Именно в эти точки земля равномерно освещена — это будут равноденствия, когда продолжительность ночи равна продолжительности дневного света. При годовом движении Земли по орбите равноденствия приходятся на 21 сентября и 21 марта.
Равноденствия меняются во времени. Ученые установили, что момент равноденствия наступает на 20 минут 24 секунды раньше, чем в предыдущий звездный год. Это периодическое явление, которое возвращается в исходное положение каждые 25 776 лет. В космической механике точки равноденствия немного смещаются, но все же возвращаются в исходное положение.
Происхождение плоскости орбит
Солнце и все планеты Солнечной системы находятся в одной плоскости, и это не случайно. Причина такого положения кроется в процессах зарождения и формирования объектов в нашей планетной системе.
Установлено, что наша родительская звезда появилась в результате накопления и сжатия межзвездного вещества (пыли и газа), оставшегося от звезд предыдущего поколения. В момент количества движения начинают вращаться первые вещества. В результате действия центробежных сил образуется огромный диск, отталкивающий материал от оси вращения.
Гравитационные, гидродинамические и магнитные процессы приводят к неустойчивому вращению и как следствие — скоплению большого количества вещества в центре диска. Из-за быстрого роста материал достигает критической массы, что порождает гравитационный коллапс и запускает термоядерные процессы.
Начало термоядерных реакций испускает излучение протозвезды в космос. Импульсы фотонов и солнечный ветер заставляют протопланетный диск газа и пыли, оставшийся от образования Солнца, начать изменяться. Гравитация и радиационное давление заставляют материю сдуваться и объединяться в крупные фракции, образуя планеты, спутники, кометы и астероиды, которые собирают дополнительный материал на своих орбитах.
Размещение всех объектов Солнечной системы в одной плоскости объясняется их образованием из первичного диска материи, расположенного в одной плоскости.
Путь Солнца по зодиакальным созвездиям
Вдоль всей эклиптики расположено 13 созвездий, через которые проходит солнце на своем годовом пути. Все они имеют названия животных, полученные с древних времен.
Предлагаем вам ознакомиться с таблицей всех созвездий, которые пересекает эклиптика.
| № | Название: русское/латиница | Даты пребывания Солнца в созвездии | Время прохождения Солнца через созвездие в днях |
| 1 | Овен | с 19 апреля по 13 мая | 25 |
| 2 | Телец/Телец | с 14 мая по 19 июня | 37 |
| 3 | Близнецы/Близнецы | с 20 июня по 20 июля | 31 |
| четыре | Рак | с 21 июля по 9 августа | 21 |
| 5 | Лев/Лев | с 10 августа по 15 сентября | 37 |
| 6 | Дева/Дева | с 16 сентября по 30 октября | 45 |
| 7 | Вес/вес | с 31 октября по 22 ноября | 23 |
| 8 | Скорпион/Скорпион | с 23 ноября по 29 ноября | 7 |
| девять | Змееносец / Змееносец | с 30 ноября по 17 декабря | 18 |
| 10 | Стрелец/Стрелец | с 18 декабря по 19 января | 32 |
| одиннадцать | Козерог/Козерог | с 20 января по 15 февраля | 28 |
| 12 | Водолей/Водолей | с 16 февраля по 11 марта | 24 |
| 1. 3 | Рыба/рыба | с 12 марта по 18 апреля | 38 |
Эклиптика планет Солнечной системы, Луны и других небесных тел
Если с углом наклона Земли и ее обращением по орбите все понятно, то изучение других планет является приоритетным и интересным для современной астрономии. Исследования показывают, что все планеты Солнечной системы, за исключением карликов, вращаются в одной плоскости с небольшими отклонениями. Предлагаем вам ознакомиться с отклонением угла вращения планет от эклиптики.
| Название планеты | Угол наклона к плоскости эклиптики |
| Земля | 0° |
| Уран | 0,77° |
| Юпитер | 1,31° |
| Нептун | 1,77° |
| Маршировать | 1,85° |
| Сатурн | 2,49° |
| Венера | 3,39° |
| Меркурий | 7,01° |
Как видно из таблицы, Меркурий больше всего отклоняется от привычной плоскости вращения. Более того, даже газовые гиганты, за исключением Сатурна, почти идеально лежат в плоскости эклиптики. Если речь идет о маломассивных объектах, таких как карликовые планеты, астероиды или кометы, их орбиты могут значительно отклоняться от общего положения. Например, карликовая планета Эрида имеет очень вытянутую орбиту в своем движении и может быть ближе к Солнцу, чем Плутон. Из-за этого угол к плоскости эклиптики равен 45°
Эклиптика в небе
Чтобы следить за эклиптикой на небе, необходимо понимать, что это путь, по которому движутся Луна, Солнце и другие планеты, если смотреть с земли. Воображаемую линию лучше всего визуализировать на ясном звездном небе перед полнолунием.
Для этого наблюдатель должен находиться на открытой местности после захода солнца. Важно, чтобы небо было безоблачным и ясным, что позволяет определить линию эклиптики с учетом следующих особенностей.
- Прямо над закатом можно увидеть хорошо освещенную Венеру.
- Луна будет лежать прямо над горизонтом на восточной стороне.
- Третьей точкой наблюдения может стать Марс, который будет немного выше Луны.
- через 2 часа после заката на востоке появится четвертая точка — Сатурн.
Если провести воображаемую линию между всеми указанными точками, то получится эклиптика. Важно подчеркнуть, что вышеупомянутые космические доктора не находятся строго на одной линии. При этом их орбиты почти в одной плоскости с Землей. Это несоответствие объясняет, почему солнечные затмения не происходят ежемесячно.
Эклиптика в литературе
Даже в литературных произведениях есть упоминания об эклиптике. В частности, в цикле рассказов «Про пилотов Пирков» автор Станислав Лема использует астрономический термин. В работе всем космическим кораблям запрещено посещать плоскость эклиптики. Но главный герой пилот Пиркс в силу своих обязанностей должен пролететь через эклиптику, где обнаруживает огромный заброшенный инопланетный корабль, прибывший вместе с метеоритным дождем.
