Жер қозғалысы

Пән: Астрономия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ЖЕР ҚОЗҒАЛЫСЫ

Зерттеліп отырған аспан денесінің координаттары рефракция, аберрация және параллакстық ығысу деп аталатын құбылыстар (олар туралы кейін сөз болады) еске алынғаннан соң, бақылау мезеті үшін белгіленген және бақылаушымен байланыстырылған топоцентрлік деп аталатын жүйеге қатысты анықталады. Бұл жүйе остерінің орналасуы бақылаушының Жер бетінде орны ауысқанда өзгереді, яғни жер координаттар жүйесіне (онда бақылаушының орналасуы анықталады) қатысты әртүрлі келеді. Өз кезегінде жер координаттар жүйесінің инерциялық координаттар жүйесіне қатысты орналасуы Жердің меншікті айналуынан, прецессия мен нутациядан өзгереді. Сондықтан зерттеліп отырған объектінің координаттарын бақылаушымен байланысты жүйеден әуелі жер координаттар жүйесіне, ал одан кейін инерциялық жүйеге айналдыру үшін Жер пішінін және Жердің айналу параметрлерін білу керек.
Оған қоса, Жердiң өз өсiнен айналуы ежелден уақытты санау (өлшеу) негiзiнде жатты, тәулiк - табиғатта да, адам өмiрiнде де уақытты санудың негiзгi бiрлiктерiнiң бiрi.
Осыған байланысты Жер айналуын зерттеу - астрометрияның ең маңызды міндеттерінің бірі.

1.10.1. Жер осінің прецессиялық және
нутациялық қозғалысы

Жер біртекті немесе тығыздықтары біртекті сфералық қабаттардан тұратын шар болса, онда, механика заңдарына сәйкес, Жердің айналу осінің бағыты мен айналу периоды мейлінші ұзақ уақыт аралығы ішінде тұрақты болып қалатын еді.
Бірақ Жердің пішіні дәл сфералық емес, сфероидке жақын. Сфероид материялық дененің (L) тарту күші оның ішінде бөлініп алған шарды тарту күшінен (F) (бұл күш сфероидтің центріне түсірілген), экваторлық дөңестің (томпаюдың) L денеге ең жақын жартысына түсірілген F1 тарту күшінен, және экваторлық дөңестің (томпаюдың) екінші, L денеден алыс жартысына түсірілген F2 тарту күшінен қосылады (1.18сурет).
F1 күші F2 күшінен көп болады, сондықтан L дененің тарту күші сфероидтің PNPS айналу осін сфероридтің экватор жазықтығы TL бағытымен беттесетіндей етіп бұруға тырысады. Бұл жағдайда PNPS айналу осі F1 мен F2 күштер жатқан жазықтыққа перпенидикуляр бағытта бұрылатыны механикадан белгілі.
Сфероидті Жердің экваторлық дөңестеріне Ай мен Күн жағынан айнымалы тартылыс күштер әсер етеді. Бұның нәтижесінде Жердің айналу осі кеңістікте өте күрделі қозғалыста болады.
Ең алдымен, ол эклиптика жазықтығына 66034'қа тең көлбеу бұрышын сақтап, эклиптика осі бойымен конусты сызады (1.19сурет). Жер осінің бұл қозғалысы прецессиялық деп аталады, оның периоды 26 000 жылға жақын. Жер осінің прецессиясы салдарынан әлем полюстері осы период ішінде эклиптика полюстері бойымен радиусы 23026'қа жақын шеңберлерді сызады. Күн мен Ай әрекетімен себептелетін прецессия ай-күн прецессиясы деп аталады.

PS
F1
F2
PN
F
L
PS
F1
F2
PN
F
L
1.18-сурет. Сфероидтің сыртқы денеге тартылысы (барлық нүктелер мен сызықтар парақ жазықтығында жатыр)
Нутациялық тербелістер Күн мен Айдың прецессиялық күштер (F1 мен F2 күштер) өз мәндері мен бағытын үздіксіз өзгертіп тұратынына байланысты келеді: Күн мен Ай Жер экваторының жазықтығында орналасқанда бұл күштердің моменті 0-ге тең, ал олар аталған жазықтықтан ең көп алшақтағанда максимал болады. Бұған байланысты Жердің айналу осі прецессиялық қозғалысқа қоса өзінің орташа орналасу маңайында ұсақ тербелістерді жасайды, бұл тербелістер Жер осінің нутациясы деп аталады.
Негізгі нутациялық тербелістің периоды 13,7 тәул., 27,6 тәул., 6 айға, 1 жылға және 18,6 жылға тең. Периоды 18.6 жылға тең тербеліс Жер осінің ең басты нутациялық тербелісі болып табылады, оның амплитудасы максимал, ~ 9'',2 тең. Дәлірек айтсақ, бұл қозғалыс салдарынан әлем полюстері аспан сферасында үлкен остері 18'',42 тең, ал кіші остері 13'',72 тең эллипстерді сызады. 18,6 жыл ай түйіндерінің айналу периодына тең, яғни бұл нутациялық тербеліс ай орбитасы жазықтығының бұрылуымен себептеледі. Ұсақтау тербелістер Жер мен Ай орбиталарының эллипстігімен, Ай орбитасының эклиптикаға көлбеуімен, тағы басқа себептермен байланысты болады.

1.19-сурет. Жер осінің прецессиялық қозғалысы

Жалпы, Жер нутациясының ХАО1980 теориясы периодтары 4,7 тәуліктен 18,6 жылға дейін, ал амплитудалары доғаның ~ 9'',2-ден 1 миллисекундіне дейін өзгеретін нутациялық қозғалыстың 106 гармоникасын ескереді.
1.20-сурет. 1983 жылдан 1998 жылға дейінгі Жер осінің нутациясы (прецессиялық қозғалыс еске алынбаған)

Нутациялық қозғалыс екі құраушыға бөлінген: - бойлықтағы (бойлық бойынша) нутация және - көлбеудегі нутация. Жер осінің прецессиясы мен нутациясы нәтижесінде әлем полюстері аспанда күрделі толқынды сызықтарды (1.20-сурет) сызады.
Ғаламшарлардың тартылысы Жер осінің орналасуын өзгерту үшін әлсіз болып табылады, бірақ ол Жердің Күн бойымен қозғалысына әсер етеді: ол эклиптика жазықтығының кеңістіктегі орналасуын өзгертеді. Бұл өзгерістер ғаламшарлық прецессия деп аталады, ол көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесін шығысқа қарай жыл сайын 0'',114қа ығыстырады.

1.10.2. Жер осінің прецессиялақ
қозғалысының салдарлары

Жоғарыда Жер осінің прецессиясы салдарынан әлем полюстері 26 000 жылға жуық период ішінде эклиптика полюстері бойымен радиусы 23026'қа жақын шеңберлерді сызатыны айтылды. Бірақ эклиптика полюстері де ғаламшарлық прецессия себебінен аспан сферасындағы орнын ауыстырып тұратындықтан, әлем полюстері сызатын қисықтар тұйықталмайды. Суретте әлемнің солтүстік полюсінің жұлдыздар арасындағы қозғалысы көрсетілген.
Қазіргі уақытта әлемнің солтюстік полюсі Жетіқарақшы шоқжұлдызының α жұлдызына жақын орналасады, сондықтан оны Полюстік жұлдыз деп атайда (Темірқазық). Бірақ 4000 жыл бұрын әлемнің солтюстік полюсіне Айдаһардың α-сы ең жақын орналасты, ал 12 000 жылдан кейін Лираның α-сы (Вега) полюстік жұлдыз болады.
Әлем осі бағытының өзгеруімен бірге жазықтығы бұл оське перепендикуляр, ал Жер экваторына параллель әлем экваторының орналасуы да өзгереді. Эклиптика жазықтығы да ғаламшарлар әсерінен болатын прецессия салдарынан өзінің кеңістіктегі орналасуын өзгертеді. Сондықтан әлем экваторы мен эклиптикамен қиылысу нүктелері (күн мен түннің теңелу нүктелері) жұлдыздар арасында батысқа қарай жылжиды.
Бұл жылжудың жылдамдығы бір жыл ішінде l=360026000=50'',26 құрайды да, эклиптикадағы жалпы жылдық прецессия деп аталады.
Экватордағы жалпы жылдық прецессия m = 50'',26 cos ε = 46'',11, мұнда ε - эклиптиканың экваторға еңкеюі (көлбеуі), ол қазіргі уақытта баяу (жыл сайын 0'',47қа) азаяды, бірақ бірнеше мынжылдықтан кейін бұл азаю тап осындай баяу көбейуге ауысады, өйткені бұл ұйытқу (ғаламшарлық прецессия) периодты сипатта болады.
Біздің дәуір басында көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесі Тоқты шоқжұлдызында, ал күзгі күн мен түннің теңелу нүктесі - Таразы шоқжұлдызында орналасты. Сол кезден бұл нүктелер белгілері осы шоқжұлдыздар белгілерімен бірдей болды. Одан бері көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесі Балықтар шоқжұлдызына, ал күзгі күн мен түннің теңелу нүктесі - Бикеш шоқжұлдызына жылжыды, бірақ белгілері бұрынғыдай қалған.
Күн мен түннің теңелу нүктелерінің қозғалысы Күннің эклиптика бойымен жылдық көрінетін қозғалысына қарай бағытталғандықтан, Күн бұл нүктелерге әр жолы олар жылжымаған жағдайдағыдан көрі ертерек келеді (прецессия деген сөзбен күн мен түн теңелулерінің алдын ала болуын түсіндіреміз). Бұл себептен тропикалық жыл деп аталатын Күн центрінің көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесін бірінен соң бірі болатын өтулер арасындағы уақыт аралығы жұлдыздық жыл деп аталатын Жердің Күн бойымен айналу периодынан қысқа болады. Бұл екі жыл арасындағы айырмасы 20 минутқа жуық - тәулік ішінде шамамен 10 жылдамдықпен эклиптика бойымен қозғалып, Күн 50'',26 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.