El sistema de coordenadas de la eclíptica es un sistema de coordenadas celestes comúnmente utilizado para representar las posiciones aparentes , las órbitas y las orientaciones de los polos [1] de los objetos del Sistema Solar . Debido a que la mayoría de los planetas (excepto Mercurio ) y muchos cuerpos pequeños del Sistema Solar tienen órbitas con solo ligeras inclinaciones hacia la eclíptica , es conveniente usarlo como plano fundamental . El origen del sistema puede ser el centro del Sol o de la Tierra., Su dirección principal es hacia la primavera (marzo) equinoccio , y tiene una convención de la derecha . Puede implementarse en coordenadas esféricas o rectangulares . [2]
Dirección primaria
El ecuador celeste y la eclíptica se mueven lentamente debido a fuerzas perturbadoras en la Tierra , por lo tanto, la orientación de la dirección principal, su intersección en el equinoccio vernal del hemisferio norte , no es del todo fija. Un movimiento lento del eje de la Tierra, la precesión , provoca un giro lento y continuo del sistema de coordenadas hacia el oeste alrededor de los polos de la eclíptica , completando un circuito en unos 26.000 años. Superpuesto a esto hay un movimiento más pequeño de la eclíptica y una pequeña oscilación del eje de la Tierra, nutación . [3] [4]
Para hacer referencia a un sistema de coordenadas que puede considerarse fijo en el espacio, estos movimientos requieren la especificación del equinoccio de una fecha particular, conocida como época , al dar una posición en coordenadas eclípticas. Los tres más utilizados son:
- Equinoccio medio de una época estándar
- (generalmente la época J2000.0 , pero puede incluir B1950.0, B1900.0, etc.) es una dirección estándar fija, que permite comparar directamente las posiciones establecidas en varias fechas.
- Equinoccio medio de fecha
- es la intersección de la eclíptica de "fecha" (es decir, la eclíptica en su posición en "fecha") con el ecuador medio (es decir, el ecuador girado por precesión a su posición en "fecha", pero libre de la pequeña oscilaciones periódicas de nutación ). Se utiliza comúnmente en el cálculo de la órbita planetaria .
- Verdadero equinoccio de fecha
- es la intersección de la eclíptica de "fecha" con el ecuador verdadero (es decir, el ecuador medio más nutación ). Esta es la intersección real de los dos planos en cualquier momento particular, con todos los movimientos contabilizados.
Por lo tanto, una posición en el sistema de coordenadas de la eclíptica se especifica típicamente como equinoccio verdadero y eclíptica de fecha , equinoccio medio y eclíptica de J2000.0 , o similar. Tenga en cuenta que no existe una "eclíptica media", ya que la eclíptica no está sujeta a pequeñas oscilaciones periódicas. [5]
Coordenadas esféricas
Esférico | Rectangular | |||
---|---|---|---|---|
Longitud | Latitud | Distancia | ||
Geocéntrico | λ | β | Δ | |
Heliocéntrico | l | B | r | x , y , z [nota 1] |
|
- Longitud eclíptica
- La longitud eclíptica o longitud celeste (símbolos: heliocéntrico l , geocéntrico λ ) mide la distancia angular de un objeto a lo largo de la eclíptica desde la dirección primaria. Al igual que la ascensión recta en el sistema de coordenadas ecuatoriales , la dirección principal (0 ° de longitud eclíptica) apunta desde la Tierra hacia el Sol en el equinoccio vernal del hemisferio norte. Debido a que es un sistema de mano derecha, la longitud de la eclíptica se mide positiva hacia el este en el plano fundamental (la eclíptica) de 0 ° a 360 °. Debido a la precesión axial , la longitud de la eclíptica de la mayoría de las "estrellas fijas" (referidas al equinoccio de fecha) aumenta en aproximadamente 50,3 segundos de arco por año, o 83,8 minutos de arco por siglo, la velocidad de la precesión general. [7] [8] Sin embargo, para las estrellas cercanas a los polos de la eclíptica, la tasa de cambio de longitud de la eclíptica está dominada por el ligero movimiento de la eclíptica (es decir, del plano de la órbita terrestre), por lo que la tasa de cambio puede ser cualquier cosa desde menos infinito hasta más infinito dependiendo de la posición exacta de la estrella.
- Latitud eclíptica
- Latitud eclíptica o latitud celeste (símbolos: heliocéntrico b , geocéntrico β ), mide la distancia angular de un objeto desde la eclíptica hacia el polo eclíptico norte (positivo) o sur (negativo) . Por ejemplo, el polo norte de la eclíptica tiene una latitud celeste de + 90 °. La latitud eclíptica de las "estrellas fijas" no se ve afectada por la precesión.
- Distancia
- La distancia también es necesaria para una posición esférica completa (símbolos: heliocéntrico r , geocéntrico Δ ). Se utilizan diferentes unidades de distancia para diferentes objetos. Dentro del Sistema Solar , se utilizan unidades astronómicas , y para objetos cercanos a la Tierra , se utilizan radios terrestres o kilómetros .
Uso histórico
Desde la antigüedad hasta el siglo XVIII, la longitud de la eclíptica se medía comúnmente usando doce signos zodiacales , cada uno de 30 ° de longitud, una práctica que continúa en la astrología moderna . Los signos correspondían aproximadamente a las constelaciones atravesadas por la eclíptica. Las longitudes se especificaron en signos, grados, minutos y segundos. Por ejemplo, una longitud de ♌ 19 ° 55 ′ 58 ″ es 19,933 ° al este del inicio del signo Leo . Dado que Leo comienza 120 ° desde el equinoccio vernal , la longitud en forma moderna es 139 ° 55 ′ 58 ″ . [9]
En China, la longitud de la eclíptica se mide utilizando 24 términos solares , cada uno de 15 ° de longitud, y los calendarios lunisolares chinos los utilizan para mantenerse sincronizados con las estaciones, lo cual es crucial para las sociedades agrarias.
Coordenadas rectangulares
Una variante rectangular de coordenadas de la eclíptica se usa a menudo en cálculos y simulaciones orbitales . Tiene su origen en el centro del Sol (o en el baricentro del Sistema Solar ), su plano fundamental en el plano de la eclíptica y el eje x hacia el equinoccio de primavera . Las coordenadas tienen una convención para diestros , es decir, si uno extiende su pulgar derecho hacia arriba, simula el eje z , su dedo índice extendido el eje x , y la curvatura de los otros dedos apunta generalmente en la dirección de la eje y . [10]
Estas coordenadas rectangulares están relacionadas con las correspondientes coordenadas esféricas por
Conversión entre sistemas de coordenadas celestes
Conversión de vectores cartesianos
Conversión de coordenadas eclípticas a coordenadas ecuatoriales
- [11]
Conversión de coordenadas ecuatoriales a coordenadas eclípticas
donde ε es la oblicuidad de la eclíptica .
Ver también
- Sistema de coordenadas celestes
- Eclíptica
- Polo de la eclíptica, donde la latitud de la eclíptica es ± 90 °
- Equinoccio
- Equinoccio (coordenadas celestes)
- Equinoccio de marzo
notas y referencias
- ^ Cunningham, Clifford J. (junio de 1985). "Posiciones de los polos de asteroides: una encuesta". El Boletín del Planeta Menor . 12 : 13-16. Código Bibliográfico : 1985MPBu ... 12 ... 13C .
- ^ Oficina de Almanaque Náutico, Observatorio Naval de Estados Unidos; Oficina del Almanaque Náutico de Su Majestad, Real Observatorio de Greenwich (1961). Suplemento explicativo de las efemérides astronómicas y las efemérides americanas y el almanaque náutico . HM Stationery Office, Londres (reimpresión 1974). pp. 24 -27.
- ^ Suplemento explicativo (1961), págs. 20, 28
- ^ Observatorio Naval de los Estados Unidos, Oficina del Almanaque Náutico (1992). P. Kenneth Seidelmann (ed.). Suplemento explicativo del Almanaque astronómico . University Science Books, Mill Valley, CA (reimpresión 2005). págs. 11-13. ISBN 1-891389-45-9.
- ^ Meeus, Jean (1991). Algoritmos astronómicos . Willmann-Bell, Inc., Richmond, VA. pag. 137. ISBN 0-943396-35-2.
- ^ Suplemento explicativo (1961), sec. 1G
- ^ N. Capitaine; PT Wallace; J. Chapront (2003). "Expresiones para cantidades de precesión IAU 2000" (PDF) . Astronomía y Astrofísica . 412 (2): 581. Bibcode : 2003A & A ... 412..567C . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20031539 .
- ^ JH Lieske y col. (1977), " Expresiones para las cantidades de precesión basadas en el sistema de constantes astronómicas de la IAU (1976) ". Astronomía y astrofísica 58 , págs. 1-16
- ^ Leadbetter, Charles (1742). Un sistema completo de astronomía . J. Wilcox, Londres. pag. 94 .; Numerosos ejemplos de esta notación aparecen a lo largo del libro.
- ^ Suplemento explicativo (1961), págs. 20, 27
- ^ Suplemento explicativo (1992), págs. 555-558
enlaces externos
- La eclíptica: la trayectoria anual del sol en la esfera celeste Departamento de Física de la Universidad de Durham
- Conversor de coordenadas ecuatoriales ↔ eclíptica
- MEDICIÓN DEL CIELO Una guía rápida de la esfera celeste James B. Kaler, Universidad de Illinois