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우주물리학

축(지구) 기울기

by 이덕휴-dhleepaul 2022. 12. 22.
https://en.wikipedia.org/wiki/Axial_tilt
 

Axial tilt - Wikipedia

From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to navigation Jump to search Angle between the rotational axis and orbital axis of a body Earth's axial tilt (obliquity) is currently about 23.4° and will be 23.3° at {23.4365472133°(2021.1.1) -23.3°= .1365472

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축(지구) 기울기 책에 대해서는 오블리퀴티 (책) 문서 를 참조하십시오 .

 
지구의 축 기울기(경사도)는 현재 약 23.4°이며 {23.4365472133°(2021.1.1) -23.3°= .1365472133° /[2.4°/13=.18461538461°]= .7396307387x1000년= 739.6년에 23.3°가 될 것입니다. 2021=} 2760년 8월.

천문학 에서 경사 라고도 하는 축 기울기 는 물체의 회전축 과 궤도면 에 수직 인 선인 궤도 축 사이 의 각도 입니다 . 동등하게 적도면 과 궤도면 사이의 각도 입니다. [1] 궤도 경사 와는 다릅니다 . 기울기가 0도이면 두 축이 같은 방향을 가리킵니다. 즉, 회전축은 궤도면에 수직입니다.

예를 들어 지구의 자전축은 북극 과 남극 을 모두 통과하는 가상의 선인 반면, 지구의 궤도축은 지구가 태양 주위를 공전할 때 통과하는 가상 평면 에 수직인 선입니다 . 지구의 기울기 또는 축 기울기는 이 두 선 사이의 각도입니다. 지구의 경사는 22.1도에서 24.5도 사이에서 진동합니다 [2]41,000년 주기로. 지속적으로 업데이트되는 공식(Laskar, 1986, 2006년 이후로 IMCCE와 IAU는 P03 모델을 권장함)에 따라 지구의 평균 경사(경사의 회전을 고려하지 않음)는 현재 약 23°26′10.7″(또는 23.4363°) 및 감소; P03 천문 모델에 따르면 2021년 1월 1일 0 TT의 값(경사도의 기동을 고려하지 않음)은 23°26′11.570″(23.4365472133°)였습니다.

궤도 주기 동안 기울기 는 일반적으로 크게 변하지 않으며 축의 방향은 별 의 배경 에 대해 동일하게 유지 됩니다. 이로 인해 한 극은 궤도의 한쪽에서 태양을 향하고 다른 쪽에서는 태양에서 더 멀어집니다 . 이는 지구의 계절 의 원인입니다.

표준 [ 편집 ]

 
행성 의 양극 은 오른손 법칙 에 의해 정의됩니다 . 즉, 오른손 손가락을 회전 방향으로 구부리면 엄지손가락이 양극을 가리킵니다. 축 기울기는 양극의 방향과 궤도면의 법선 사이의 각도로 정의됩니다. 지구, 천왕성, 금성의 각도는 각각 약 23°, 97°, 177°입니다.

행성의 기울기를 지정하는 두 가지 표준 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 지구의 북극 방향과 관련하여 정의된 행성의 북극 을 기반으로 하고 다른 방법은 오른손 법칙 에 의해 정의된 행성의 양극 을 기반으로 합니다 .

  • 국제 천문 연맹 (IAU)은 행성의 북극 을 태양계 의 불변면 의 지구의 북쪽에 있는 것으로 정의합니다 . [3] 이 시스템에서 금성 은 3° 기울어지고 대부분의 다른 행성과 반대로 역행 회전 합니다. [4] [5]
  • IAU는 또한 오른손 법칙을 사용하여 방향을 결정하기 위해 양극 [6] 을 정의합니다. 이 규칙을 사용하여 금성은 177°("거꾸로") 기울어지고 순방향 회전합니다.

지구 _ _ _

지구의 궤도면 은 황도면 으로 알려져 있으며 , 지구의 기울기 는 천구의 황도와 천구의 적도 사이의 각도인 황도 의 기울기 로 천문학자들에게 알려져 있습니다 . [7] 그리스 문자 ε 로 표시됩니다 .

현재 지구는 약 23.44°의 축 기울기를 가지고 있습니다. [8] 이 값은 축 세차 주기 전체에서 정지 궤도 평면에 대해 거의 동일하게 유지됩니다 . [9] 그러나 황도(즉, 지구의 궤도)는 행성의 섭동 으로 인해 움직 이며, 황도의 기울기는 고정된 양이 아니다. 현재는 세기 당 약 46.8인치 [10] 의 속도로 감소하고 있습니다(자세한 내용은 아래 단기 참조) .

연혁 [ 편집 ]

지구의 경사는 인도와 중국에서 일찍이 기원전 1100년에 합리적으로 정확하게 측정되었을 수 있습니다. [11] 고대 그리스인들은 기원전 350년경 마르세유의 피테아스 가 하지에 그노몬 의 그림자를 측정한 이후로 경사도를 잘 측정 했습니다. [12] 서기 830년경 바그다드의 칼리프 알-마문 은 그의 천문학자들에게 경사를 측정하라고 지시했고 그 결과는 아랍 세계에서 수년 동안 사용되었습니다. 1437년에 Ulugh Beg 는 지구의 축 기울기를 23°30′17″(23.5047°)로 결정했습니다. [14]

중세 시대에는 세차운동과 지구의 기울기가 모두 672년의 주기로 평균값 주위에서 진동 한다고 널리 믿었는데, 이는 춘분의 떨림 으로 알려진 생각입니다. 아마도 이것이 틀렸다는 것을 (역사적 시간 동안) 처음으로 깨달은 사람 은 14세기의 Ibn al-Shatir [15] 였으며 경사가 상대적으로 일정한 비율로 감소하고 있다는 것을 처음으로 깨달은 사람 은 1538 년 의 Fracastoro 였습니다. [16] 경사에 대한 정확하고 현대적인 서양의 관찰은 아마도 1584년경 덴마크 의 티코 브라헤 ( Tycho Brahe)의 관찰일 것입니다 .al-Ma'mun , al-Tusi , [18] Purbach , Regiomontanus 및 Walther 를 포함한 몇몇 다른 사람의 관찰 에서도 유사한 정보를 제공할 수 있었습니다.

시즌 [ 편집 ]

상위 문서: 시즌
 
지구의 축은 궤도 에 있는 위치에 관계없이 배경 별을 기준으로 같은 방향으로 유지됩니다 . 북반구의 여름은 이 다이어그램의 오른쪽에서 발생하며 북극(빨간색)이 태양을 향하고 겨울은 왼쪽에서 발생합니다.

지구의 축은 배경 별을 기준으로 1년 내내 같은 방향으로 기울어져 있습니다( 궤도 의 위치에 관계없이 ). 이것은 하나의 극(및 관련 지구 반구 )이 궤도의 한쪽에서 태양으로부터 멀어지는 방향을 향하고 궤도의 절반 후에(반년 후) 이 극이 태양을 향하게 된다는 것을 의미합니다. 이것이 지구의 계절 의 원인입니다 . 여름 은 북극이 태양을 향할 때 북반구 에서 발생 합니다. 지구의 축 기울기 변화는 계절에 영향을 미칠 수 있으며 장기적인 기후 변화 의 요인일 가능성이 높습니다 (또한 Milankovitch 주기 참조 ) .

 
지구의 축 기울기(ε)와 열대 및 극지방의 관계

진동 [ 편집 ]

단기 [ 편집 ]

 
Laskar(1986)의 20,000년 동안의 황도 기울기. 빨간색 점은 2000년을 나타냅니다.

기울기의 정확한 각도 값은 수년 동안 지구와 행성 의 움직임을 관찰하여 알 수 있습니다. 천문학자 들은 관측 의 정확도가 향상되고 동역학 에 대한 이해가 높아짐에 따라 새로운 기본 천체력 을 생성 하고, 이러한 천체력으로부터 경사도를 포함한 다양한 천문학적 값이 도출됩니다.

도출된 가치와 사용 방법을 나열한 연간 연감 이 발행됩니다. 1983년까지 모든 날짜에 대한 천문력 의 평균 경사각 값은 약 1895년까지 행성의 위치를 ​​분석한 Newcomb의 작업을 기반으로 계산되었습니다.

ε = 23°27′8.26″ − 46.845″ T − 0.0059″ T 2 +0.001 81 ″ T3 _

여기서 ε 은 기울기이고 T 는 B1900.0 부터 해당 날짜까지의 열대 세기 입니다. [19]

1984년부터 Jet Propulsion Laboratory의 DE 시리즈 컴퓨터 생성 천체력이 Astronomical Almanac 의 기본 천체력 으로 사용 되었습니다. 1911년부터 1979년까지의 관측을 분석한 DE200을 기반으로 기울기가 계산되었습니다.

ε = 23°26′21.448″ − 46.8150″ T − 0.00059″ T 2 +0.001813 ″ T3 _ _

여기서 이후 T 는 J2000.0 의 줄리안 세기 입니다 . [20]

JPL의 근본적인 천체력은 지속적으로 업데이트되었습니다. 예를 들어, P03 천문 모델을 선호하는 2006년 IAU 결의에 따르면 2010년 천문 연감 은 다음과 같이 명시합니다. [21]

ε = 23°26′21.406″ −46.836 769 ″ T −0.000 1831 ″ 티 2 +0.002 003 40 ″ T3 - 5.76″ × 10 -7 T4 - 4.34″ × 10 -8 T5

기울기에 대한 이러한 표현은 상대적으로 짧은 시간 범위, 아마도 ± 몇 세기 동안 높은 정밀도를 위한 것입니다 . [22] J. Laskar는 1000년 동안 T 10 을 0.02″로, 10,000년 동안 몇 arcseconds 로 정렬하는 식을 계산했습니다 .

ε = 23°26′21.448″ − 4680.93″ t − 1.55″ t 2 + 1999.25″ t 3 − 51.38″ t 4 − 249.67″ t 5 − 39.05″ t 6 + 7.12″ t 7 + 27.87″ t 8 + 5.79″ 9 + 2.45 ″ 10

여기서 t 는 J2000.0 에서 10,000 율리우스년 의 배수입니다 . [23]

이러한 표현은 소위 평균 경사, 즉 단기 변동이 없는 경사를 위한 것입니다. 궤도에 있는 달과 지구의 주기적인 움직임은 지구 자전축의 훨씬 더 작은(9.2 각초 ) 단기간(약 18.6년) 진동을 유발하며, 이는 지구 경사에 주기적인 구성 요소를 추가하는 장동 (nutation)으로 알려져 있습니다. [24] [25] 진정한 또는 순간적인 기울기는 이 장동을 포함합니다. [26]

장기 [ 편집 ]

수치적 방법 을 사용 하여 태양계 동작 을 시뮬레이션 하여 지구 궤도 의 장기적인 변화 와 그에 따른 기울기가 수백만 년에 걸쳐 조사되었습니다. 지난 500만년 동안 지구의 기울기는 평균 41,040년 동안 22°2′33″ 에서 24°30′16 ″ 사이에서 변화했습니다. 이 주기는 세차 운동과 황도 운동의 가장 큰 항의 조합입니다 . 다음 100만 년 동안 주기는 22°13′44″ 와 24°20′50 ″ 사이의 경사를 유지 합니다. [27]

달 은 지구의 기울기를 안정시키는 효과가 있습니다. 1993년에 수행된 빈도 지도 분석에 따르면 달이 없으면 궤도 공진 과 태양계의 혼란스러운 행동 으로 인해 기울기가 빠르게 변하여 수백만 년 안에 90°까지 높아질 수 있습니다(또한 참조 달 궤도 ) . [28] [29] 그러나 보다 최근의 수치 시뮬레이션 [30]2011년에 만들어진 것은 달이 없는 경우에도 지구의 기울기가 그다지 불안정하지 않을 수 있음을 나타냅니다. 약 20~25° 정도만 변화합니다. 이러한 모순을 해결하기 위해 경사확산률을 계산한 결과, 지구의 경사가 90°에 가까워지기까지 수십억년 이상의 시간이 걸린다는 사실이 밝혀졌다. [31] 달의 안정화 효과는 20억 년 미만 동안 계속될 것입니다. 달이 조수 가속 으로 인해 지구에서 계속 후퇴함에 따라 큰 기울기 진동을 일으키는 공진이 발생할 수 있습니다. [32]

황도의 장기 경사. 왼쪽 : 지난 500만년 동안; 기울기는 약 22.0°에서 24.5°까지만 변한다는 점에 유의하십시오. 오른쪽 : 향후 100만년 동안; 대략 참고하세요. 41,000년의 변화 기간. 두 그래프에서 빨간색 점은 1850년을 나타냅니다. (출처: Berger, 1976) .

태양계 몸체 [ 편집 ]

 
자전 주기 비교(10,000배 가속, 역행을 나타내는 음수 값), 행성과 달의 편평화 및 축 기울기 (SVG 애니메이션)

태양계 의 가장 안쪽에 있는 네 개의 암석 행성은 모두 과거에 기울기가 크게 변했을 수 있습니다. 경사는 회전축과 궤도면에 수직인 방향이 이루는 각도이기 때문에 다른 행성의 영향으로 궤도면이 변화함에 따라 변화한다. 그러나 회전축은 행성의 적도 팽대부에서 태양에 의해 가해지는 토크로 인해 움직일 수도 있습니다( 축 세차 운동 ). 지구와 마찬가지로 모든 암석형 행성은 축세차를 보입니다. 세차 속도가 매우 빠르면 궤도면이 변경되더라도 경사는 실제로 상당히 일정하게 유지됩니다. [33] 조수 소실 과 코어 - 맨틀 에 따라 속도가 달라집니다.무엇보다도 상호 작용. 행성의 세차 속도가 특정 값에 접근하면 궤도 공명 으로 인해 경사가 크게 변할 수 있습니다. 공진율 중 하나를 갖는 기여도의 진폭은 공진율과 세차율의 차이로 나누기 때문에 둘이 비슷할 때 커진다. [33]

수성 과 금성 은 태양의 조수 소산에 의해 안정화되었을 가능성이 큽니다. 위에서 언급한 것처럼 지구는 달에 의해 안정되었지만 달이 형성 되기 전에는 지구도 불안정한 시기를 겪었을 수 있습니다. 화성 의 기울기는 수백만 년에 걸쳐 매우 다양하며 혼돈 상태에 있을 수 있습니다. 행성의 섭동 에 따라 수백만 년에 걸쳐 0°에서 60°까지 변합니다 . [28] [34] 일부 저자는 화성의 기울기가 혼란스럽다고 주장하며, 수성과 금성과 유사하게 완전히 감쇠된 상태에 도달하기 위해서는 조수 소실과 점성 코어-맨틀 결합이 적절하다는 것을 보여줍니다. [4] [35]

화성이 존재하는 동안 강과 호수의 출현과 소멸에 대한 설명으로 화성의 자전축 기울기의 간헐적인 이동이 제안되었습니다. 변화는 대기 중으로 메탄의 폭발을 일으켜 온난화를 일으킬 수 있지만, 그러면 메탄이 파괴되고 기후는 다시 건조해질 것입니다. [36] [37]

외부 행성의 경사는 상대적으로 안정적인 것으로 간주됩니다.

선택한 태양계 본체의 축 및 회전몸NASA , J2000.0 [38] 신기원IAU , 0h 0 1월 2010 TT [39] 에포크축 기울기(도)북극회전기간(시간)축 기울기(도)북극회전(도/일)RA (도)12월 (도)RA (도)12월 (도)
해 7.25 286.13 63.87 609.12 [아] 7.25 [비] 286.15 63.89 14.18
수은 0.03 281.01 61.41 1407.6 0.01 281.01 61.45 6.14
금성 2.64 272.76 67.16 −5832.6 2.64 272.76 67.16 -1.48
지구 23시 44분 0.00 90.00 23.93 23시 44분 한정되지 않은 90.00 360.99
달 6.68 — — 655.73 1.54 [씨] 270.00 66.54 13.18
화성 25.19 317.68 52.89 24.62 25.19 317.67 52.88 350.89
목성 3.13 268.06 64.50 9.93 [디] 3.12 268.06 64.50 870.54 [디]
토성 26.73 40.59 83.54 10.66 [디] 26.73 40.59 83.54 810.79 [디]
천왕성 82.23 257.31 -15.18 −17.24 [디] 82.23 257.31 -15.18 −501.16 [디]
해왕성 28시 32분 299.33 42.95 16.11 [디] 28시 33분 299.40 42.95 536.31 [디]
명왕성 [E] 57.47 312.99 [E] 6.16 [E] -153.29 60.41 312.99 6.16 -56.36
  1. ^ 위도 16°에서; 태양의 회전은 위도에 따라 다릅니다.
  2. ↑ 1850년 의 황도 에 관하여
  3. ^ 황도와 관련하여; 달의 궤도는 황도에 대해 5.16° 기울어져 있습니다.
  4. ^^이동:a b c d e f g h 무선 방출의 출처에서; 보이는 구름은 일반적으로 다른 속도로 회전합니다.
  5. ^^이동:a b c NASA는 명왕성의 양극 좌표를 나열합니다. 표시된 값은 북극/음극에 해당하도록 재해석되었습니다.

외계 행성 _ _

 
이 섹션을 업데이트 해야 합니다 . 주어진 이유는 Kepler 임무가 2018년에 종료되었기 때문입니다. 최근 이벤트나 새로 사용할 수 있는 정보를 반영하도록 이 문서를 업데이트하도록 도와주세요. ( 2022년 3월 )

별 의 기울기 ψs , 즉 행성 중 하나의 궤도면에 대한 별의 축 기울기는 소수의 시스템에 대해서만 결정되었습니다. 그러나 2012년 현재 49개의 별에 대해 하늘에 투영된 스핀 궤도 오정렬 λ 가 관찰되었으며 [40] 이는 ψ s 의 하한값 역할을 합니다 . 이러한 측정의 대부분은 Rossiter-McLaughlin 효과 에 의존 합니다 . 지금까지 외계 행성의 기울기를 제한하는 것은 불가능했습니다. 그러나 예를 들어 우주 기반 케플러 우주 망원경 에 의해 고정밀 측광으로 추적할 수 있는 행성의 회전 평탄화 및 달 및/또는 고리의 측근은 ψ 에 대한 액세스를 제공할 수 있습니다.p [ 설명 필요 ] 가까운 시일 내에.

천체 물리학자들은 외계 행성 의 기울기를 예측하기 위해 조석 이론을 적용 했습니다. 질량이 작은 항성 주위의 생명체 거주 가능 구역 에 있는 외계 행성의 기울기는 10 9 년 이내에 침식되는 경향이 있는 것으로 나타났습니다. [41] [42] 이는 행성이 지구처럼 계절을 가지지 않는다는 것을 의미합니다.

[ 편집 ] 도 참조하십시오 .

참조 [ 편집 ]

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  3. ^ 보충 설명 1992년 , p. 384
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