Вселенная в вопросах и ответах

1.7. Где мы?

Очевидно, профессор сказал: «Если через 5 минут тень сдвинется влево, то мы в Северном полушарии. А если вправо — в Южном». Можете проверить это сами, если у вас есть карандаш. Еще древние астрономы научились использовать в своей работе тонкую палку, вертикально воткнутую в землю, и назвали ее гномоном. Подумайте, какие еще астрономические измерения можно проделать с помощью этого нехитрого прибора.

1.8. Так где же мы?

В Южном полушарии в полдень стрелка компаса будет указывать на Солнце своим северным концом, а в Северном полушарии — южным.

1.9. Знаки зодиака

Действительно, знаки зодиака не совпадают по положению на небе с одноименными созвездиями. Они совпадали 2000 лет назад. Но с тех пор созвездия остались на месте, а знаки зодиака (30-градусные секторы эклиптики, отсчет которых идет от точки весеннего равноденствия) «переехали» по эклиптике вслед за точкой весеннего равноденствия из-за явления прецессии.

Прецессия — это коническое движение земной оси вокруг полюса эклиптики с периодом около 25 800 лет и раскрывом конуса около 23,5°, вызванное гравитационным влиянием Луны и Солнца на экваториальное вздутие Земли. Вследствие прецессии небесный экватор поворачивается с тем же периодом в направлении суточного движения светил, а точки его пересечения с эклиптикой (точки равноденствия) перемещаются навстречу видимому годичному движению Солнца по эклиптике со скоростью около 50″ в год, делая более ранними (т. е. предваряя) моменты равноденствий. Слово «прецессия» происходит от латинского praecessio — предварение.

В большинстве книг и энциклопедий объяснение прецессии ограничивается данным выше определением. Если не иметь в виду ничего другого, кроме движения земной оси, то, как видим, фраза «положение созвездий относительно эклиптики… постоянно меняется из-за прецессии» совершенно ошибочна. Из-за прецессии меняется положение знаков зодиака, но не созвездий.

Однако не все так просто. Из серьезных астрономических руководств мы узнаем, что описанный эффект астрономы иногда называют лунно-солнечной прецессией, отделяя его от другого явления, также влияющего на положение точки весеннего равноденствия. Это изменение ориентации плоскости земной орбиты (эклиптики) под влиянием притяжения планет. Этот эффект называют планетной прецессией; она уменьшает прямое восхождение всех звезд примерно на 0,13″ в год и почти в 400 раз слабее лунно-солнечной прецессии, но при очень точных вычислениях ее необходимо учитывать.

Суммарное действие лунно-солнечной прецессии и планетной прецессии называют общей прецессией. Она изменяет положение эклиптики, экватора и точки весеннего равноденствия. Таким образом, общая прецессия смещает эклиптику относительно созвездий. Знала ли об этом журналист, сказать трудно.

Теперь по поводу созвездия Кит. Действительно, современная граница этого созвездия одним из своих уголков касается эклиптики. А поскольку эклиптика понемногу перемещается под действием планетных возмущений, то формально Кит может стать зодиакальным созвездием, как и Змееносец.

1.10. Лунный полярный круг

Когда мы встречаемся с фразами типа «хорошо известно», или «как все знают», или «ясно, что…», то нелишне задуматься, насколько хорошо нам это известно и ясно и понимаем ли мы по-настоящему суть и детали того, что «всем хорошо известно». К примеру — полярный круг на Земле. Он нарисован на глобусе вокруг каждого из полюсов по широте 66,5°. Это та широта, выше которой бывают полярный день и полярная ночь. Причина явления в целом понятна: наклон оси вращения Земли к плоскости ее орбиты, т. е. к плоскости эклиптики, составляет 66,5° (обычно называют цифру 23,5°, но это угол между земной осью и перпендикуляром к плоскости эклиптики). Вкупе с движением Земли по орбите это приводит к изменению угла между направлением на Солнце и земной осью (рис. в ответе 1.2 «Зима — лето»). Для наблюдателя на Земле это проявляется в том, что суточное перемещение Солнца по небу происходит то выше небесного экватора (летом), то ниже (зимой).

Если обратиться к астрономическим справочникам, то мы увидим, что наклон земной оси в нашу эпоху составляет 23,44° = 23° 26′ (мы ограничиваемся минутной точностью). Замечание об эпохе важно, и мы к нему еще вернемся. А пока дадим более точное определение полярным кругам: это параллели в Северном и Южном полушариях с широтами 66° 34′. В Северном полушарии в день зимнего солнцестояния (21–22 декабря) к северу от полярных кругов Солнце не восходит (без учета атмосферной рефракции и углового размера солнечного диска), а в день летнего солнцестояния (21–22 июня) не заходит. Аналогичные явления наблюдаются в Южном полушарии со смещением на полгода.