Ещё с давних времён люди с большим интересом следили за происходящим на небе. С помощью небесных объектов люди ориентировались на местности. Ещё позже земледельцы и скотоводы задумались о создании календаря, поскольку сельскохозяйственные работы требовали последовательности и периодичности. В то время были сделаны первые научные выводы на основе многолетних наблюдений за Солнцем и Луной: люди заметили цикличность перемещения космических тел и особенности их движения.
Определение и значение
Одной из важных составляющих для понимания процессов Солнечной системы считается эклиптика объектов. Если говорить о Земле, то эклиптика планеты – это воображаемая плоскость, очерченная орбитой движения за год. Проще говоря, это вся плоскость на расстоянии от Земли до Солнца, ограждённая полным орбитальным оборотом вокруг звезды.
Существует понятие «эклиптики» и для самого Солнца – это плоскость, образованная при движении звёзды в космическом пространстве при прохождении 12 созвездий. Важно отметить, что эклиптическая плоскость Солнца совпадает с плоскостями эклиптики всех планет Солнечной системы.
Ещё древние цивилизации использовали наблюдения за движением Солнца в земледелии. Как правило, они селились вблизи больших рек, таких как Янцзы, Евфрат, Нил и другие. Люди понимали, что при смене сезонов менялись не только климатические условия, но и расположения Солнца на небосводе. В то время было замечено отклонение траектории движения светила, которое повторялось примерно раз в 365 суток – годичный цикл.
Учёные античности отмечали, что Солнце движется по двум линиям. Первая ежедневная – перемещение с востока на запад и вторая, делающая проекцию на небесную сферу, что и положило начало понятию «эклиптика».
Впервые наклон планеты в 23 градуса 51 минуту высчитал ещё в третьем веке до нашей эры исследователь-астроном – Эратосфен. Независимо от движения по орбите или смены сезонов, Земля всегда сохраняет этот угол наклона.
Точки координат
В современной астрономии круг эклиптики используют в качестве основной системы координат в движении Земли и Солнца. В системе эклиптических координат, широту измеряют расстоянием от южного до северного полюса эклиптики, а долготу с запада на восток. За полюс эклиптики принимают точку, где пересекается плоскость с перпендикуляром.
Вся плоскость эклиптики разрезается на две одинаковые части экватором. Противоположные точки экватора называются узлами или равноденствиями. На средине орбитального пути между равноденствиями находятся точки зимнего и летнего солнцестояния.
Линия равноденствий, она же небесный экватор – это воображаемая плоскость, расположенная перпендикулярно к оси вращения нашей планеты. Все околоземные спутники работают именно в этой плоскости. Если взглянуть на звёздную карту, то линия, идущая с запада на восток, будет экватором.
В понятии эклиптики, экватор называют ещё линией равенства. Такое название было дано неспроста, поскольку звёзды, которые расположены в данной области, находятся над горизонтом столько же времени, сколько и те, что пребывают ниже горизонта. Такая же ситуация наблюдается и с Солнцем, дважды в год в точках равноденствий.
Небесный экватор совпадает с плоскостью эклиптики и образует угол в 23º 27′. Это и есть наклон эклиптики. Данный угол наклона является постоянным на протяжении миллионов лет. При этом учёные выяснили, что он уменьшается каждое столетие на 48». Процесс уменьшение угла будет длиться ещё несколько тысяч лет, пока не будет достигнуто минимальное положение в 22° 54′.
Солнцестояние и равноденствие
Только на 47° поверхности планеты Земли, солнечные лучи падают перпендикулярно. Это объясняется сферической формой Земли и углом наклона. Крайняя северная точка перпендикулярного падения солнечного света находится на широте 23º 27′ и называется тропиком Рака. Южное полушарие имеет такую же крайнюю точку 23º 27′ южной широты и называется тропик Козерога. Это крайние точки воображаемой линии, по которой движется Солнце на протяжении года. Нахождение Солнца над этими точками называют солнцестояниями. В этот момент фиксируется 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 Рыбы, а осенью в созвездии Девы. Именно в этих точках осуществляется равномерное освещение Земли – это и будут равноденствия, когда продолжительность ночи равна продолжительности светового дня. При годичном перемещении Земли на орбите, момент равноденствия наступает 21 сентября и 21 марта.
Равноденствия смещаются во времени. Учёные установили, что момент равноденствий наступает на 20 минут 24 секунды ранее, чем это было в предыдущем звёздном году. Это периодическое явление, которое приходит в изначальное положение каждые 25 776 лет. В космической механике равноденствия немного смещаются, но всё же возвращаются на исходные места.
Происхождение плоскости орбит
Солнце и все планеты Солнечной системы расположены в одной плоскости, и это неслучайно. Причина такого положения кроется в процессах зарождения и формирования объектов нашей планетной системы.
Установлено, что наша родительская звезда появилась в результате скопления и уплотнения межзвёздного материала (пыли и газа), который остался от звёзд предыдущего поколения. В момент импульса исходные вещества начинают вращаться. В результате центробежных сил формируется огромный диск, который отталкивает материал от оси вращения.
Гравитационные, гидродинамические и магнитные процессы приводят к нестабильному вращению и как результат – скопление большого количества материи в центре диска. За счёт быстрого увеличения материал достигает критической массы, что и порождает гравитационный коллапс и запускает термоядерные процессы.
Начало термоядерных реакций запускает излучение протозвезды в космическое пространство. Импульсы фотонов и солнечный ветер приводят к тому, что протопланетный газопылевой диск, оставшийся после формирования Солнца, начинает видоизменяться. Гравитация и радиационное давление приводит к сдуванию материи и объединения её в большие фракции, образовывая планеты, спутники, кометы и астероиды, которые собирают дополнительный материал на своих орбитах.
Расположения всех объектов Солнечной системы в одной плоскости объясняется формированием их из первичного диска материи, размещённой в одной плоскости.
Путь Солнца по зодиакальным созвездиям
Вдоль всей эклиптики расположено 13 созвездий, которые проходит Солнце на своём годичном пути. Все они имеют названия животных, которые получили ещё с древних времён.
Предлагаем ознакомиться с таблицей всех созвездий, которые пересекает эклиптика.
| № | Название: русское/латынь | Даты пребывания Солнца в созвездии | Время прохождения Солнца по созвездию в сутках |
| 1 | Овен/Aries | с 19 апреля по 13 мая | 25 |
| 2 | Телец/Taurus | с 14 мая по 19 июня | 37 |
| 3 | Близнецы/Gemini | с 20 июня по 20 июля | 31 |
| 4 | Рак/Cancer | с 21 июля по 9 августа | 21 |
| 5 | Лев/Leo | с 10 августа по 15 сентября | 37 |
| 6 | Дева/Virgo | с 16 сентября по 30 октября | 45 |
| 7 | Весы/Libra | с 31 октября по 22 ноября | 23 |
| 8 | Скорпион/Scorpius | с 23 ноября по 29 ноября | 7 |
| 9 | Змееносец/Ophiuchus | с 30 ноября по 17 декабря | 18 |
| 10 | Стрелец/Sagittarius | с 18 декабря по 19 января | 32 |
| 11 | Козерог/Capricornus | с 20 января по 15 февраля | 28 |
| 12 | Водолей/Aquarius | с 16 февраля по 11 марта | 24 |
| 13 | Рыбы/Pisces | с 12 марта по 18 апреля | 38 |
Эклиптика планет Солнечной системы, Луны и других небесных тел
Если с углом наклона Земли и её траекторией движения на орбите всё понятно, то изучение других планет является приоритетным и интересным для современной астрономии. Исследования показывают, что все планеты Солнечной системы, за исключением карликовых, вращаются в одной плоскости с незначительными 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° |
| Марс | 1,85° |
| Сатурн | 2,49° |
| Венера | 3,39° |
| Меркурий | 7,01° |
Как видно из таблицы, больше всех от общей плоскости вращения отклоняется Меркурий. При этом даже газовые гиганты, за исключением Сатурна практически идеально лежат на плоскости эклиптики. Если говорить о маломассивных объектах, таких как карликовые планеты, астероиды или кометы, то их орбиты могут существенно отличаться от общего положения. К примеру, карликовая планета Эрида имеет очень вытянутую орбиту своего движения и может находиться ближе к Солнцу, чем Плутон. Благодаря этому, её угол к плоскости эклиптики равен 45°
Эклиптика в небе
Чтобы прослеживать за эклиптикой в небе, необходимо осмыслить, что это путь, по которому движется Луна, Солнце и другие планеты, при наблюдении с Земли. Воображаемую линию лучше всего получится визуализировать при ясном звёздном небе перед полнолунием.
Для этого наблюдатель должен находиться на открытой местности после заката Солнца. Важно, чтобы небосвод был безоблачным и чистым, что позволит определить эклиптическую линию, обращая внимание на следующие особенности.
- Прямо над закатом Солнца, можно увидеть хорошо освещённую Венеру.
- Луна будет расположена чуть выше горизонта с восточной стороны.
- Третьей точкой наблюдения может стать Марс, который будет немного выше Луны.
- Спустя 2 часа после заката на востоке появится четвёртая точка – Сатурн.
Если между всеми указанными точками провести воображаемую линию мы и получим эклиптику. Важно подчеркнуть, что вышеупомянутые космические тела не находятся строго на одной линии. Все же их орбиты почти в одной плоскости с Землей. Данное несоответствие и объясняет, почему солнечные затмения не происходят ежемесячно.
Эклиптика в литературе
Даже в литературных произведениях есть упоминания об эклиптике. В частности, в серии рассказов «О пилоте Пирксе», автор Станислав Лема использует астрономический термин. В произведении всем космическим кораблям запрещено посещать плоскость эклиптики. Но главному герою пилоту Пирксу в силу своих обязанностей нужно лететь через эклиптику, где он и обнаруживает огромный заброшенный инопланетный корабль, прибывший вместе с метеоритным потоком.
