Видимий річний рух Сонця. Тропічний і зоряний рік

1. Зміна вигляду зоряного неба впродовж року. Вже здав¬на було виявлено, що положення зір на небосхилі невпинно, від вечо¬ра до вечора, змінюються. Зокрема, зорі, які навесні безпосередньо після заходу Сонця підіймаються над горизонтом на сході, через три місяці на цю ж пору доби проходять через небесний меридіан у його південній частині. Ще через три місяці вони зникають у вечірній за¬граві на заході.

Зміна вигляду зоряного неба у різні пори року свідчить про те, що Сонце зміщується на тлі зір. Його видимий річний рух відбувається на¬зустріч обертанню небесної сфери приблизно на 1° (4 хв) за добу, так що за рік воно проходить шлях довжиною у 360° (24 год), тобто здійснює повний оберт серед зір на небі. Для унаочнення швидкості, з якою змінюється вигляд зоряного неба, візьмемо такий приклад. Сузір'я Оріона красується над точкою півдня 1 січня о 23 год, 1 лютого о 21 год, 1 березня - о 19 год.

Гарним показником зміни вигляду зоря-його неба на певний момент доби і року є Ківш Великої Ведмедиці. Лінія, проведе¬на від Полярної зорі через середину відстані між «передніми колесами» Воза - зорями у і 5, вказує положення точки осіннього рівноден¬ня й, а точніше - її кутову відстань від небес¬ного меридіана. Це дає змогу побудувати зо¬ряний годинник, за яким можна визначати як місцевий сонячний час її, так і зоряний час s .

2. Зодіакальні сузір'я і знаки Зодіака. Шлях Сонця на небі уздовж екліптики пролягає серед певних сузір'їв, які здавна мають на¬зву зодіакальних (від грец. «зоон» - «тварина» і похідного від цього слова «зодіакос», тобто «тваринний»), оскільки серед назв цих сузір'їв багато назв тварин, як-от: Овен, Телець, Рак, Лев тощо. Слово «зодіак» означає «коло із зображеннями тварин» або «пояс тварин». В зодіаку налічується 12 сузір'їв.

Черговість проходження Сонця сузір'ями Зодіака відображено. Зауважимо: з 20 листопада по 18 грудня Сонце перебуває у 13-му сузір'ї - Змієносця, проте воно до числа зодіакальних не зараховане.

Для зручності відліку положення Сонця на екліптиці (а також для визна¬чення положень Місяця і планет) астро¬номи Давнього Вавілону понад 2 700 років тому розділили екліптику на 12 рівних відрізків по 30°. Кожний із цих відрізків отримав назву того зодіакаль¬ного сузір'я, в межах якого він знахо¬дився. Таким чином,

Знак Зодіака — це дуга екліптики протяжністю в 30°, позначе¬на назвою відповідного зодікального сузір'я.

Знаки Зодіака відлічують уздовж екліптики на схід від точки весня¬ного рівнодення  так, що першим є знак Овна; понад

2 000 років тому Сонце проходило цей відрізок екліптики з 21 березня По 21 квітня. Другим знаком Зодіака є знак Тельця, Сонце проходило Його з 22 квітня по 21 травня, і так далі. В кожному знаку Зодіака Сонце перебуває місяць.

3. Прецесія. В наш час знаки Зодіака не вкладаються в ті зодіакальні сузір'я, які, власне, і дали їм назви. Кожний із знаків Зодіака розташовується в сусідньому сузір'ї, так що, перебуваючи в знаку Овен, Сонце рухається по сузір'ю Риб, знаходячись у знаку Телець, Сонце рухається по сузір'ю Овна тощо.

Така невідповідність знаків Зодіака зодіакальним сузір'ям пояс¬нюється тим, що точка , до якої «прив'язані» знаки Зодіака, не займає

постійного положення на небі, а весь час рухається назустріч видимому річному рухові Сонця. За рік вона зміщується вздовж екліптики на незначну величи¬ну в 50,26". Як наслідок, Сонце кожно¬го року приходить в точку весняного рівнодення трохи раніше (на 24 хв 24 с), ніж у попередньому році. Таким чином, точка весняного рівнодення поступово зміщується вздовж усього зодіакально¬го сузір'я (чи знаку), проходячи весь Зодіак за 25 800 років.

Такий зворотний рух точки весня¬ного рівнодення називається пре¬цесією рівнодення (з лат. - «випере¬дження»). Явище прецесії було відкрите ще давньогрецьким астроно¬мом Гіппархом (II ст. до н. е.), а пояснив причину прецесії І. Ньютон.

Оскільки Земля не має правильної сферичної форми, а вісь її добово¬го обертання нахилена до площини екліптики під кутом 66,5°, то Місяць і Сонце, притягаючи найближчі до них приекваторіальні маси Землі сильніше, ніж найвіддаленіпіі, створюють обертальний момент, який намагається сумістити площину земного екватора з площиною земної орбіти, а вісь обертання Землі встано¬вити перпендикулярно до площини екліптики. Та швидке обертання Землі перешкоджає цьому. Як наслідок, вісь Землі, наче вісь велетенської дзиґи, описує в просторі навколо середнього положення конус розхилом 23°26,5' з періодом у 25 800 років.При цьому у просторі змінюється положення площини екватора, а отже і точок рівнодень, у яких екватор пере¬тинається з екліптикою. Змінюється також і положення полюсів світу серед зір. Кожний з них за 25 800 років опи¬сує на небі мале коло радіусом 23°26,5' навколо полюса екліптики. І якщо в наш час Полярною зорею є а Малої Ведмедиці, то 4 500 років то¬му Полярною зорею була а Дракона (Тубан), а через 12 000 років нею буде найяскравіша зоря літнього неба а Ліри (Вега).