Tại sao Trái đất có thành phần z khi bắt đầu kỷ nguyên J2000?


18

Khi tôi truy cập trang web NASA HORIZONS

https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi

và yêu cầu tọa độ YAMOR của Trái đất vào ngày 1 tháng 1 năm 2000, nó cho tôi biết Trái đất có các tọa độ sau trong kỷ nguyên J2000:

X = -1,756637922977122E-01 Y = 9,659912850526895E-01 Z = 2.020629118443605E-04

Chúng được đo bằng các đơn vị thiên văn. Trích dẫn từ trang web:


Kỷ nguyên tham khảo: J2000.0

Mặt phẳng XY: mặt phẳng quỹ đạo của Trái đất ở kỷ nguyên tham chiếu

Trục X: dọc theo nút tăng dần của mặt phẳng tức thời của quỹ đạo Trái đất và đường xích đạo trung bình của Trái đất ở thời điểm tham chiếu

Trục Z: vuông góc với mặt phẳng xy theo nghĩa hướng (+ hoặc -) của cực bắc Trái đất tại thời điểm tham chiếu.


Nhưng những số liệu này không có ý nghĩa! Giá trị z phải chính xác bằng 0, vì chúng ta đang đo vào ngày 1 tháng 1 năm 2000. Ngoài ra x phải chính xác là 1 và y phải bằng 0.

Chuyện gì đang xảy ra vậy?

Câu trả lời:


27

Bạn đã mắc một lỗi cơ bản tương tự mà Anton Gromov đã mắc phải trong câu hỏi của mình trên trang mạng không gian StackExchange của chị em : Bạn đã sử dụng barycenter của hệ mặt trời thay vì Mặt trời làm nguồn gốc khung. Nếu bạn sử dụng Mặt trời, sự khác biệt rõ ràng sẽ giảm gần hai bậc độ lớn.

Một lỗ hổng nhỏ hơn nhiều là bạn rõ ràng đã sử dụng nửa đêm thay vì buổi trưa. Kỷ nguyên J2000.0 là 12 giờ trưa giờ mặt đất vào ngày 1 tháng 1 năm 2000. Điều này không thay đổi nhiều thứ, nhưng dù sao nó cũng quan trọng. Sự bù đắp nửa ngày đó đã cắn tôi hơn một lần.

Tọa độ z của vị trí Trái đất sẽ không giảm về 0 nếu bạn thực hiện các hiệu chỉnh trên (tập trung vào mặt trời thay vì barycenter của hệ mặt trời và 12 giờ trưa thay vì nửa đêm). Nó sẽ không giảm xuống 0 ngay cả khi bạn đã sử dụng barycenter Trái đất-Mặt trăng thay vì trung tâm Trái đất.

Một lý do khiến nó không giảm xuống 0 là quỹ đạo của Trái đất về Mặt trời không phải là hình elip. Quỹ đạo của Trái đất thậm chí không nằm trên một mặt phẳng! Nguyên nhân chính của chuyển động không phẳng này là quỹ đạo của Mặt trăng về Trái đất nghiêng khoảng 5,15 ° so với đường hoàng đạo, làm cho Trái đất bồng bềnh lên xuống so với đường hoàng đạo 1 . Do quỹ đạo của Trái đất không thực sự là hình elip hay thậm chí là mặt phẳng, nên mặt phẳng hoàng đạo ở một thời điểm nào đó là mặt phẳng trung bình theo thời gian tập trung vào thời gian của thời gian làm cho vị trí của Trái đất đối với Mặt trời (hoặc vị trí của Mặt trời đối với Trái đất) trung bình đến không.

Một lý do ít hơn là khung Equinox trung bình và trung bình J2000.0 đã được xác định hơn 36 năm trước. HORIZONS sử dụng DE431, được phát hành 6 năm trước. Khả năng mô hình hóa hệ mặt trời của JPL đã cải thiện đáng kể trong ba thập kỷ qua.


1 Nói đúng ra, nó làm cho Mặt trời có vẻ bồng bềnh lên xuống đối với đường hoàng đạo. Khái niệm máy bay chiết trung có từ thời Hy Lạp cổ đại, và nó vẫn giữ một dấu tích của định nghĩa này cho đến ngày nay.


1

Ngoài sự khác biệt về tọa độ z nhỏ được giải thích trong câu trả lời và liên kết trước đó, khẳng định rằng tọa độ x phải là 1 AU tại JD 2451545 và trục y là 0, không chính xác. Trong câu hỏi bạn bao gồm những điều sau đây:

Trục X: dọc theo nút tăng dần của mặt phẳng tức thời của quỹ đạo Trái đất và đường xích đạo trung bình của Trái đất ở thời điểm tham chiếu

Nói cách khác, trục x hướng ra ngoài từ xích đạo Vernal ở kỷ nguyên J2000.0 dọc theo đường của các nút, là giao điểm của các mặt phẳng hoàng đạo và xích đạo. Mặt trời cách nút tăng dần khoảng 2 2/3 tháng vào ngày 1 tháng 1, do đó bán kính Trái đất-Mặt trời không trực tiếp trên trục x.


Ok - cảm ơn bạn rất nhiều, tôi đã không hiểu đúng ý nghĩa của nó. Nhân tiện, tôi không thể thấy trên trang web của NASA nơi họ xác định trục y, chỉ có x và z. Tôi giả sử rằng xyz là một hệ tọa độ tay phải ... chứ không phải xzy?
Bruce Bartlett
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.