Что такое эклиптика, и как она помогает изучать космос

Что такое эклиптика

Эклиптика — это путь, который Солнце проходит по небу за один год [1]. Еще в глубокой древности люди заметили, что в течение года Солнце перемещается по небу: сегодня в полдень оно находится в одной точке, а завтра, через месяц и через полгода в это же время оно будет находиться в другом месте. Ближе к зиме Солнце движется все ниже к горизонту, а летом — поднимается выше, и каждые 365 дней возвращается в исходное положение.

Так меняется положение Солнца на небе в одно и то же время дня, но в разные месяцы в Нью-Йорке (США), Мельбурне (Австралия) и Кито (Эквадор) (Фото: Star Walk)

Если представить небо как глобус (небесную сферу), в центре которого находится Земля, то Солнце будет двигаться по этой сфере по кругу. Этот круг и есть эклиптика. Представление о небесной сфере помогает ученым оперировать такими важными астрономическими понятиями, как, например, ось мира, небесный полюс, небесный экватор. На небесной сфере хорошо видно эклиптику и плоскость эклиптики.

Эклиптика (ecliptic) — это большой круг, который Солнце проходит по небесной сфере (celestial sphere) за один год. Солнце делает один оборот за 365,6 дней, а затем начинает движение по эклиптике снова (Фото: Star Walk)

Футурология Как выглядит созвездие Орион на небе: схема звезд

Плоскость эклиптики

Плоскость эклиптики — это плоскость, в которой лежит эклиптика Солнца. Мы с детства знаем, что Земля вращается вокруг Солнца и совершает полный оборот за один год. Поэтому плоскость, в которой лежит орбита Земли, совпадает с плоскостью эклиптики Солнца.

Небесную сферу также пересекает небесный экватор Земли — плоскость, в которой лежит географический экватор нашей планеты. Небесный экватор пересекает небесную сферу под другим градусом, чем эклиптика, так как ось вращения нашей планеты наклонена приблизительно на 23,5° по отношению к перпендикуляру к плоскости земной орбиты [3]. Это объясняет нам природу таких важных астрономических явлений, как равноденствие и солнцестояние.

В центре небесной сферы находится система Земля — Солнце. Небесную сферу пересекают эклиптика и небесный экватор. Угол между ними формирует точки летнего и зимнего солнцестояния, а места пересечения — точки весеннего и осеннего равноденствия (Фото: Роскосмос)

В двух точках небесной сферы плоскости небесного экватора и эклиптики пересекаются. Это точки равноденствия. Когда Солнце пересекает небесный экватор, происходит переход от астрономического лета к осени (осеннее равноденствие) и от зимы к весне (весеннее равноденствие). В 2024 году осеннее равноденствие произойдет 22 сентября, а весеннее будет уже в 2025-м 25 марта.

«Признаком того, что мы достигли дня равноденствия, является равная длительность дня и ночи, — объясняет Станислав Короткий, астроном, научный руководитель обсерватории «Ка-Дар» и клуба научных путешествий «Астроверты», создатель информационного ресурса AstroAlert. — Но есть небольшая поправка: у Земли присутствует атмосфера, она преломляет свет, и Солнце восходит раньше, а закатывается позже. В итоге в марте равенство дня и ночи наступает раньше даты равноденствия, а осенью — позже».

Кроме этого, на эклиптике есть места, наиболее удаленные от небесного экватора. Эти точки обозначают дни солнцестояния, когда заканчивается астрономическая осень и начинается зима (зимнее солнцестояние), и когда астрономическое лето сменяет весну (летнее солнцестояние).

Футурология Космическая одиссея 2083: как земляне будут осваивать космос

Годичное движение солнца по небу

Если представлять небесную сферу как глобус, который лежит у нас в руках, то эклиптика Солнца будет выглядеть как круг, и в течение года Солнце будет двигаться по этому кругу. С Земли перемещение Солнца по небу больше напоминает восьмерку — эту кривую называют аналеммой [4]. Если каждый день в течение года ровно в полдень фиксировать положение Солнца на небе, окажется, что оно отклоняется примерно на 1°. К зиме оно будет достигать точки солнцестояния все ниже к горизонту, а к лету подниматься выше и выше. Самая высокая точка на «восьмерке» — это положение Солнца в день летнего солнцестояния, а самая нижняя — в день зимнего солнцестояния.

Аналемма Солнца в северном полушарии. Цифры внизу обозначают даты съемки (Фото: Википедия)

Социальная экономика Суперлуние: когда будет и влияет ли на человека

Эклиптика планет и малых тел солнечной системы

Около плоскости эклиптики лежит орбита не только Земли, но и еще семи больших планет Солнечной системы от Меркурия до Нептуна. Самое большое отклонение от плоскости эклиптики наблюдается у Меркурия, оно равно 7°, а у остальных крупных планет — от 3° до 1°.

«Большие планеты Солнечной системы лежат в одной плоскости в результате процесса формирования Солнечной системы из газо-пылевого облака, — рассказывает Станислав Короткий. — Облако в результате неких внешних воздействий — столкновения с другими облаками, вспышки сверхновых звезд, магнитных полей, давления света от звезд — получает направление вращения. Когда облако сжималось, из-за сохранения углового момента (вращения вокруг своей оси) сформировалась форма уплощенного диска, как летающая тарелка. И именно в этой плоскости и сформировались самые крупные тела Солнечной системы — большие планеты».

Плоскость эклиптики совпадает с плоскостью орбит больших планет Солнечной системы (Фото: Роскосмос)

Вместе с большими планетами сформировались и малые тела: астероиды, кометы и карликовые планеты. Но из-за малой массы этих тел их орбиты, в том числе и их плоскости больше подвержены изменениям под воздействием гравитации своих собратьев и больших планет. «Самая многочисленная группировка малых тел — это астероиды из Главного пояса астероидов, расположенные между орбитой Марса и Юпитера. Их наклоны к эклиптике составляют в среднем от 1° до 20°, но бывают и редкие объекты с наклоном до 30°», — говорит астроном.

Социальная экономика Когда смотреть на звездопады: расписание на 2024 год

Зодиакальные созвездия эклиптики

Вблизи эклиптики располагаются не только планеты Солнечной Системы, но и звезды. Эклиптика проходит через 13 созвездий, которые называются зодиакальными созвездиями. Двенадцать из них известны как знаки зодиака и знакомы нам из астрологии: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы. Существует и 13-е созвездие, Змееносец, через которое эклиптика также проходит, но знаком зодиака оно не является, так как деление на знаки зодиака произошло тысячи лет назад и с тех пор не менялось [5].

Солнце проходит через 13 созвездий эклиптики (Фото: Star Walk)

Созвездия эклиптики можно увидеть в разные времена года. Однако даты появления зодиакальных созвездий на небе не совпадают с датами самих знаков зодиака. Когда Солнце проходит через созвездие, оно теряется в лучах светила, а вот спустя полгода, когда звезда достигает противоположной стороны эклиптики, можно разглядеть созвездие. Например, Солнце находится в созвездии Весов с 31 октября по 22 ноября, но наиболее благоприятные условия наблюдния этого созвездия появляются в апреле — мае. Созвездия Скорпиона и Стрельца полностью видны лишь в южных регионах России, остальные — на всей территории страны [6].