Күннің жылдық қозғалысы және жұлдызды аспанның көрінісі
Планеталардың серіктері және Айдың ерекшелігі
Меркурий мен Шолпанда табиғи серіктер жоқ. Қалған планеталардың серіктері (Жерді қоспағанда) өз планеталарымен салыстырғанда өлшеусіз кіші. Ал Жердің жалғыз табиғи серігі — Ай — керісінше, шамадан тыс үлкен: оның диаметрі Жерден небәрі 4 есе ғана кіші.
Серіктер саны: қысқаша шолу
- Юпитер — серігі ең көп ірі планета (он үшінші серік 1974 жылы ашылды).
- Сатурн — 10 серік (оныншысы 1966 жылы ашылды).
- Уран — 5 серік.
- Нептун — 2 серік.
- Марс — 2 серік.
Серіктердің ішіндегі ең ірілері — Титан (Сатурнның серігі) және Ганимед (Юпитердің үшінші серігі). Олар диаметрі жағынан Айдан 1,5 есе үлкен әрі Меркурийден сәл үлкенірек. Мол атмосферасы бар жалғыз серік — Титан.
Юпитер серіктерін бақылау
Юпитер серіктерінің кейде планета дискісінің ар жағына тасаланып қалатынын немесе оның көлеңкесіне кіріп-шығатынын байқауға болады. Мұндай құбылыстар бақылауға өте қолайлы және планеталық жүйелер динамикасын түсінуге көмектеседі.
Ай қозғалысы: жұлдыздық және синодтық ай
Жұлдыздық (сидерлік) ай — Айдың жұлдыздарға қатысты Жерді бір айналып шығу периоды. Ал синодтық ай — Айдың Күнге қатысты Жерді айналу периоды, яғни бірдей екі фазаның арасындағы уақыт.
Жұлдыздық ай
27,3 тәулік
Айдың жұлдыздарға қатысты толық айналымы.
Синодтық ай
29,5 тәулік
Бірдей екі фазаның (мысалы, жаңа айдан жаңа айға дейін) аралығы.
Қозғалысты санмен сезіну
Ай тәулігіне өз орбитасымен шамамен 360° / 27,3 ≈ 13° жылжиды. Осы 27,3 тәулік ішінде Жер де Күнді айнала қозғалып, Айды ілестіре отырып, Күнге қатысты шамамен 27°-қа жуық доғаны жүріп өтеді. Сондықтан Ай фазаларының қайталануы үшін (синодтық ай) қосымша уақыт керек.
Перигей және апогей
Айдың эллипстік орбитасындағы Жерге ең жақын нүкте перигей, ал ең алыс нүкте апогей деп аталады.
«Күл түсті жарық» құбылысы
Ай бізге жіңішке орақ болып көрінгенде де, оның қараңғы бөлігінен әлсіз жарық байқалады. Бұл құбылыс күл түсті жарық деп аталады: Жерден шағылған Күн сәулесі Айдың түн жақ бөлігіне түсіп, әлсіз сәуле береді.
Күн мен Ай тұтылуы: көлеңке, шала көлеңке және бақылау шарттары
Жарықтанған Жер мен Ай конус тәрізді көлеңке және конус тәрізді шала көлеңке түсіреді. Осы геометрия тұтылулардың қалай және қай жерде көрінетінін анықтайды.
Ай тұтылуы
Ай Жер көлеңкесіне жарым-жартылай кірсе, шала тұтылу байқалады. Ал көлеңкеге толық енсе, толық Ай тұтылуы болады.
Күн тұтылуы
Толық Күн тұтылуы Жерге Ай көлеңкесінің дағы түскен жерде ғана көрінеді. Дақтың диаметрі 250 км-ден аспайды, сондықтан толық тұтылу бір мезетте Жердің өте шағын бөлігінде ғана байқалады.
Неге кейде толық, кейде шала болады?
Жердің Айдан және Күннен қашықтығы аздап өзгеретіндіктен, Айдың көрінерлік бұрыштық диаметрі Күндікінен бірде үлкен, бірде кіші, кейде оған тең болып көрінеді. Сондықтан кей тұтылулар толық, кейбірі шала сипатта өтеді.
Көріну аймағы мен ұзақтығы
- Толық Күн тұтылуы тек көлеңке дағы түскен жерде көрінеді.
- Толық тұтылу фазасы 7 минут 70 секундтан артыққа созылмайды.
- Жерге Айдың шала көлеңкесі түскен өңірлерде Күннің шала тұтылуы байқалады.
Күннің толық тұтылулары ғылым үшін ерекше қызықты. Ал бұрын бұл құбылыс түсінігі аз қауымға қорқыныш ұялататын оқиға болған. Егер Ай орбитасының жазықтығы эклиптика жазықтығымен дәл беттессе, онда әрбір жаңа айда Күн тұтылуы, ал әрбір толған айда Ай тұтылуы болып тұрар еді.
Аспан координаттары: экваторлық жүйе
Жер бетіндегі кез келген нүкте географиялық координаталармен бірмәнді белгіленетіні сияқты, шырақтардың аспан сферасындағы орны да экваторлық координаттармен анықталады. Бұл жүйені түсіну үшін алдымен аспан экваторы және еңкею дөңгелегі ұғымдарын енгіземіз.
Аспан экваторы
Аспан сферасының центрі арқылы өтетін және дүние осіне перпендикуляр жазықтық аспан сферасын үлкен дөңгелек бойымен қиып өтеді — бұл аспан экваторы. Ол көкжиекпен шығыс (E) және батыс (W) нүктелерінде қиылысады.
Еңкею дөңгелегі
Дүние полюстері мен бақыланатын шырақ арқылы өтетін аспан сферасының үлкен дөңгелегі шырақтың еңкею дөңгелегі деп аталады.
Еңкею
Аспан экваторының жазықтығынан еңкею дөңгелегі бойымен өлшенетін шырақтың бұрыштық қашықтығы шырақтың еңкеюі деп аталады. Ол градус, минут және секундпен өрнектеледі.
Аспан экваторы аспан сферасын солтүстік және оңтүстік жарты шарларға бөледі. Аспан сферасының тәуліктік айналысы кезінде аспан экваторына қатысты жұлдыздардың орындары өзгермейді. Сондықтан экваторлық координаттар карталар, атластар және жұлдыздар каталогтарын жасауға кеңінен қолданылады.
Картамен жұмыс
Жұлдызды картадан дүниенің солтүстік полюсін (картаның центрін), аспан экваторын, көктемгі күн теңелу нүктесін, сондай-ақ еңкею мен тік көтерілу үшін санақ бастарын табуға болады. Осыны пайдаланып, жұлдыздардың экваторлық координаттарын жуықтап анықтайсыз.
Күннің жылдық көрінерлік қозғалысы және жұлдызды аспанның өзгеруі
Экваторлық координаттары ұзақ уақыт бойы өзгеріссіз қалатын жұлдыздармен салыстырғанда, Күннің тік көтерілуі мен еңкеюі жыл бойы айтарлықтай өзгеріп отырады. Ежелгі астрономдар Күннің жылдық қозғалысын ерте кезден-ақ білген, бірақ оны дұрыс түсіндіру Жердің Күнді айналатыны анықталғаннан кейін ғана мүмкін болды.
Негізгі идея
Күннің эклиптика бойымен көрінерлік қозғалысы — Жердің Күнді айнала шынайы қозғалысының аспандағы көрінісі.
Егер жұлдыздардың орындары ұзақ уақыт өзгермесе, онда тәуліктің белгілі бір сәтінде Жердің белгілі бір орнынан жұлдызды аспан көрінісі жыл бойы бірдей болуы керек сияқты көрінеді. Алайда жұлдызды аспанның жылжымалы картасын пайдаланып қарасаңыз, көріністің үздіксіз өзгеретінін байқайсыз: әр мезгілде түн ортасында меридиан тұсынан әр түрлі шоқжұлдыздар бірінен соң бірі өтеді.
Түн ортасындағы бақылаудың мәні
Түн ортасында Күн көкжиек астындағы төменгі шарықтау шегіне жақын болады. Сол сәтте шарықтау шегіне келетін жұлдыздардың жыл бойы ауысуы Күннің тік көтерілуі де үздіксіз өзгеретінін көрсетеді.
Уақыт өлшемдері және географиялық бойлық
Аспан сферасының тәуліктік айналысымен қабаттасатын маусымдық құбылыстар және Күннің эклиптика бойындағы жылдық көрінерлік қозғалысы уақытты есептеудің әр түрлі жүйелерімен байланысты. Енді сол жүйелердің негізгі қағидаларын қарастырайық.
Шынайы тәулік және орташа тәулік
Күн центрінің жоғарғы шарықтау шегіндегі сәт шынайы тал түс, ал төменгісі түн ортасы деп аталады. Бір шарықтау шегінен келесісіне дейінгі уақыт шынайы тәулік. Оның ұзақтығы жыл бойы біркелкі емес, сондықтан күнделікті өмірде ұзақтығы тұрақты деп қабылданған орташа тәулік қолданылады.
Бойлық және уақыт айырмасы
Бір шырақтың шарықтау шегі Жердің әр түрлі меридиандарында әр түрлі уақытта өтеді: шарықтау неғұрлым ерте болса, бақылау пункті соғұрлым шығысқа қарай орналасады. Демек, уақыт географиялық бойлыққа тәуелді. Екі пункттің уақыт айырмасын білу арқылы бойлық айырмасын анықтауға болады.
Белдеулік уақыт
Бір қала аумағының өзінде-ақ жергілікті уақыттың аздап айырмашылығы болуы мүмкін. Осыдан белдеулік уақыт енгізу қажеттігі туындады: әрбір сағаттық белдеу бойлық бойынша 15°, яғни 1 сағатқа тең. Барлығы 24 белдеу бар. Қазақстан аумағы негізінен IV және V сағаттық белдеулерге сәйкес келеді. Нөлдік белдеу — Гринвич.
Анықтамалар
- Астана уақыты — Қазақстан астанасының (III сағаттық белдеу) жергілікті уақыты.
- Мәскеу уақыты — Ресей астанасының (II сағаттық белдеу) жергілікті уақыты; РФ үшін бірыңғай уақыт есебі ретінде алынған.
Ғылыми-техникалық прогресс дәуірінде уақытты өлшеу ерекше мәнге ие: қазіргі әдістер тәуліктегі уақытты секундтың миллиардтан бір үлесіне дейінгі дәлдікпен анықтауды талап етеді. Осы заманғы уақыт қызметі мұндай дәлдікті молекулалық және атомдық сағаттар арқылы қамтамасыз етеді.
Жыл санау және күнтізбе: тропикалық жыл, Юлиан және Григориан жүйелері
Көптеген бақылаулар Күннің көктемгі күн теңелу нүктесі арқылы қатарынан екі рет өтуі арасындағы уақыт 365 тәулік 5 сағат 48 минут 46 секунд екенін көрсетеді. Бұл — тропикалық жыл. Ол жыл мезгілдерінің ауысуына байланысты ұзақ уақыт аралықтарын есептеудің негізі ретінде алынады.
Күнтізбенің негізгі қиындығы
Тропикалық жылдың ұзақтығы тәуліктің дәл еселігі емес. Көктемнің басталуы жыл сайын шамамен бір күнге сәйкес келуі үшін күнтізбелік жылдағы тәуліктер саны тропикалық жылға барынша жақын және бүтін болуы керек.
Юлиан күнтізбесі
Юлиан күнтізбесінде жылдың орташа ұзақтығы 365,25 тәулік: үш жыл 365 тәуліктен, ал төртінші жыл 366 тәуліктен тұрады. Бұл жүйеде жыл тропикалық жылдан сәл ұзағырақ болып шығады.
Григориан күнтізбесі
1582 жылы папа Григорий XIII енгізген өзгерістер жинақталған айырманы түзетуге бағытталды: 1582 жылғы 5 қазан 15 қазан деп жарияланды. Сонымен қатар 1700, 1800, 1900, 2100 жылдары кібісе емес, жай жылдар болып есептеледі; ал қалған жылдар ішінде нөмірі 4-ке қалдықсыз бөлінетін жылдар — кібісе жыл.
Айырма қанша уақытта жиналады?
Григориан күнтізбесінде 1 тәулік айырма шамамен 3300 жылда жиналады. Ресейде бұл жүйе 1918 жылы енгізілді; сол кезде юлиан күнтізбесімен айырма 13 тәулікке жеткен болатын.
Қазіргі кезде күнтізбені жетілдіру мәселесі де талқылануда: жылды неғұрлым тең жартыжылдарға, тоқсандарға және басқа бөліктерге бөлу, әрі әрбір датаның аптадағы күні тұрақты болуы сияқты талаптар күн тәртібінде тұр.