Perioada sinodică

Perioada sinodică sau perioada sinodică de rotație (din greaca veche σύνοδος synodos „ întâlnire “) este timpul intervalul dintre punctele de timp de poziții identice succesive ale unui corp ceresc cu privire la pământ și soare . Văzut de pe pământ, corpul ceresc după perioada sa sinodică este din nou în același unghi față de soare ( alungire ), de exemplu din nou în opoziție (180 °) opus sau din nou în conjuncție (0 °).

În astronomie, perioada sinodică medie este perioada medie de timp, calculată de la opoziție la opoziție sau de la o conjuncție la alta, de exemplu, de la lună nouă la lună nouă pentru lună.

Noțiuni de bază

După o perioadă sinodică , planetele A și B sunt din nou în aceeași constelație față de soare; au acoperit cărările marcate de săgeți.

Cât durează până când un corp ceresc observat de pe pământ ocupă din nou aceeași poziție față de soare se numește durata perioadei sale sinodice . Depinde de perioada și direcția sa. Cu aceeași direcție de rotație a corpului ceresc și a pământului în jurul soarelui, una dintre cele două trebuie să finalizeze exact o orbită până când se atinge din nou un unghi care este același în ceea ce privește alungirea, de exemplu conjuncție sau opoziție (vezi figura alăturată) ).

Timpul care trece până atunci poate fi calculat din viteza de circulație. De planete ale sistemului solar toate orbita soarelui în aceeași direcție ( prograd ), și mai departe, cea mai lungă orbita lor durează. Dacă un corp ceresc se mișcă de trei ori mai repede decât pământul din jurul soarelui, face o orbită și jumătate pe parcursul a jumătate de an pe pământ. Dacă pământul este de trei ori mai rapid decât un corp ceresc, va fi acoperit jumătate de revoluție după un an și jumătate. Perioada sinodică este de jumătate de an într-un caz și de un an și jumătate în celălalt.

Dacă, pe de altă parte, un corp ceresc se mișcă în direcția opusă (retrogradă), aceasta are ca rezultat o durată mai scurtă pentru perioada sa sinodică: dacă se rotește de trei ori mai repede decât pământul, își acoperă trei sferturi din orbită într-un sfert a ciclului anual al pământului; dacă este de trei ori mai lent, durează trei sferturi de an până când se ajunge din nou la aceeași constelație față de soare. Perioada sinodică este, prin urmare, un trimestru sau un trimestru de an.

Pentru observarea fenomenelor cerești, fenomenologia astronomică , nu numai cunoașterea perioadelor sinodice este de interes. Perioadele siderale sunt, de asemenea, importante pentru sarcinile mecanice cerești : timpul orbital al corpurilor cerești, determinat pentru o stea fixă (infinit îndepărtată) ca punct de referință. Pe de altă parte, tropicale perioade se referă la vernal , în timp ce anomalistic perioade se referă la absidele orbita .

Perioada sinodică actuală și mijlocie

Perioada sinodică curentă fluctuează în jurul valorii medii. Aceasta este ceea ce se înțelege atunci când perioada sinodică este menționată fără alte detalii . Datorită orbitelor eliptice ale corpurilor cerești, timpii de locuit în sectoarele individuale ale orbitei sunt diferite. Pământul - la care o perioadă sinodică este denumită în mod obișnuit ca loc de observație - se mișcă pe orbita sa în jurul soarelui cu viteze orbitale și unghiulare diferite. În jumătatea anului nordic de iarnă este mai aproape de soare ( trecerea periheliului , în punctul cel mai apropiat de soare, cade la o dată cuprinsă între 2 și 5 ianuarie), iar viteza sa orbitală este, prin urmare, mai mare decât în ​​jumătatea de vară nordică ( pasaj afeliu între 3 și 6 iulie). Același lucru se aplică și celorlalte corpuri cerești, motiv pentru care intervalul de timp al unei perioade sinodice actuale depinde și de locul în care se află pământul și celălalt obiect pe orbita lor. Neregularitățile apar și din întreruperile orbitale cauzate de masele rămase în sistemul solar. Pentru orbite mai complicate precum luna și alte obiecte care orbitează pământul (sateliți) sau alte corpuri cerești mai puțin masive, calculele sunt chiar mai complexe.

Dimensionare și modificare

Și pentru o perioadă sinodică medie rezultă valori diferite, în funcție de valoarea de referință utilizată ca bază pentru alungire. Comună este conjuncția geocentrică cu soarele, cu planetele de lângă pământ sau cu luna de pământ la luna nouă. Valorile medii depind, de asemenea, de perioada în care este luată media. Deoarece mișcările corpurilor cerești sunt supuse unor schimbări periodice pe termen lung, pe de o parte, și schimbări non-periodice, pe de altă parte, care devin clare pe termen lung (schimbare seculară): Luna se îndepărtează din ce în ce mai mult de pământul, perioada sa sinodică medie crește deci continuu.

Valorile perioadei sinodice date în literatură sunt în general - deși o cantitate tipică legată de observator - legate de o diferență ecliptică heliocentrică de lungime a centrelor planetare și de centrul pământului ( geocentric ), mai exact de pământ - centrul de greutate lunar . Apoi, perioada sinodică este independentă dacă și unde se află observatorul pe planeta A sau B, sau pe soare. ${\ displaystyle \ Delta \ lambda = 0}$

Dependența duratei perioadei sinodice a unui corp ceresc de distanța medie la soare - în unități astronomice (UA) presupunând orbite circulare - pentru observatorii de pe pământ

Pentru amplasarea pământului, perioada sinodică a corpurilor cerești observate depinde de distanța lor medie față de soare, setată în raport cu distanța dintre pământ și soare (1 UA ). Cu o orbită progradă la o distanță mai mică - ca și planetele interioare - perioada crește cu cât distanța de la soare se apropie de cea a pământului. Cu o orbită progradă la o distanță mai mare - ca și planetele exterioare - perioada scade odată cu creșterea distanței față de soare. Ilustrația opusă arată aceste relații pentru condiții simplificate presupunând căi circulare.

Desigur, perioadele sinodice ar putea fi determinate și pentru toate corpurile cerești din sistemul solar, de exemplu în raport cu Marte. Ați spune unui astronaut aflat într-o misiune pe Marte la ce intervale de timp corpurile cerești respective strălucesc deosebit de puternic atunci când vă aflați pe planeta vecină. Privită de acolo, „perioada sinodică” a stației spațiale ISS ar fi diferită de cea văzută de pe Pământ; un cosmonaut la bord trăiește acest lucru ca intervalul de timp de la răsărit până la răsăritul soarelui, în jurul valorii de 1 de ¹ / cu ₂   ore. De o importanță științifică deosebită este perioada sinodică a unei exoplanete , măsurată în raport cu steaua sa centrală: Aceasta este utilizată pentru a determina perioada siderală, în jurul căreia perioada sinodică fluctuează în raport cu paralela anuală a „soarelui” îndepărtat. Perioada orbitei Kepler este apoi determinată din modelarea maselor exoplanetei și a soarelui acesteia.

Perioadele sinodice din sistemul solar

Pământ

O perioadă sinodică nu trebuie dată pentru pământ , deoarece definiția sa este legată de pozițiile corpurilor cerești față de pământ și soare.

Mișcările periodice repetitive ale pământului, soarele vin, prin rotație zilnică ( rotație și circulație anuală () Revoluție ) împreună. O zi însorită este perioada de timp până când același meridian indică din nou soarele și soarele culminează din nou în locurile cu care se confruntă soarele pe această longitudine . Un an solar ca un an tropical este perioada de timp până când axa înclinată a pământului ocupă aceeași poziție față de soare și se ajunge din nou la o dată care este aceeași sezonier ; este nevoie de mai puțin de o orbită completă a pământului în jurul soarelui pe baza fundalului stelar fix, un an sideral .

luna

În cazul lunilor , perioada sinodică este timpul dintre două faze identice ale lunii . În cazul Pământului luna , este , de asemenea , numit lunatie . Abaterea de la definiția planetară, perioada sinodică a lunii se bazează pe diferența de lungime geocentrică . Astăzi este obișnuit să se măsoare lunations de la luna nouă la luna nouă (sau de la conjuncție la conjuncție) - în astronomie istorică, luna plină a fost referința de alegere din motive de observabilitate .

Valoarea medie se numește luna sinodică și este de 29,5306 d sau 29 de zile, 12 ore, 44 minute; reprezintă valoarea de bază pentru luna de calcul a timpului. Cu toate acestea, lunările individuale fluctuează și se abat de la această durată medie cu până la aproximativ 7 ore; cu intervalul de fluctuație observat până acum (cu până la 6 h 12 min mai scurt și cu până la 7 h 15 min mai lung decât valoarea medie), o lunation ca adevărată perioadă sinodică este între 29,27 d și 29,83 d.

Planete

Pentru planetele care orbitează Soarele la o distanță medie mai mică de 2 ^2/3 ≈ 1,59 ori mai mare decât Pământul (1,00 UA ) - adică Mercur , Venus și Marte - perioada lor orbitală siderală este mai scurtă decât perioada sinodică respectivă . Perioada de timp până la întoarcerea aceleiași faze cu același unghi de alungire pământ-soare-planetă durează, așadar, mai mult decât orbita siderală a acestor corpuri cerești din jurul soarelui.

Perioada sinodică (violet) și perioada siderală (punctată albastru) ale planetelor depind în moduri diferite de raza orbitei (orbite circulare presupuse) - dacă distanța de la Soare este mai mare de aproximativ 1,59 UA, perioada sinodică este mai scurtă decât perioada siderală

De exemplu, Venus orbitează soarele în aceeași direcție ca pământul, dar cu o distanță medie de aproximativ 0,72 UA ca planeta interioară , fuge mult mai repede (a se vedea a treia lege a lui Kepler ) și o ia înapoi după aproape 2,6 orbite siderale a . În acest timp pământul a acoperit 1,6 orbite, perioada sinodică a lui Venus durează 1,6 ani, aproximativ 584 de zile. O perioadă sinodică la fel de lungă ar rezulta și pentru un corp ceresc fictiv care acoperea puțin sub 0,6 orbite în puțin sub 1,6 ani, adică ar avea o perioadă de orbită siderală de aproape 1000 de zile. Marte orbitează Soarele în aproximativ 687 de zile, cu o distanță solară medie de 1,52 UA ca planetă exterioară, semnificativ mai lentă decât pământul. Aceasta înconjoară soarele de 2.135 ori în 780 de zile, Marte de 1.135 ori în acest timp, până când se ajunge din nou la o constelație cu același unghi de alungire. Perioada sinodică a lui Marte este, așadar, mai mare decât perioada sa siderală.

O planetă interioară fictivă sau un satelit solar a cărui orbită progradă în jurul soarelui a durat ⁹ ⁄ _{10 dintr-} un an ar avea o perioadă sinodică considerabil mai mare. Din său viteza unghiulară de ¹⁰ / ₉ runde pe an , comparativ cu Pământul cu exact o rotație pe an, o viteză unghiulară relativă ar avea ca rezultat de ¹ / ₉ orbite pe an. Ergo, ar dura 9 ani până când ar fi ajuns din nou la pământ după 10 din orbitele sale solare. Același lucru se aplică unei planete exterioare fictive, cu o perioadă orbitală de ⁹ ⁄ ₁₀ ani, pe care pământul o va atinge după 10 orbite, în timp ce ar fi orbitat soarele de nouă ori. În ambele cazuri ciclul sinodic durează mai mult decât cel sideral.

Numai cu corpuri cerești mai îndepărtate, cu o distanță medie de peste 1,59 UA la soare, cum ar fi planetele mari exterioare, perioada sinodică este mai mică decât perioada siderală, care este acum mai mult de doi ani. În acest timp, pământul face mai mult de două orbite și astfel depășește corpul ceresc. Datorită vitezei orbitale reduse, perioada orbitală a pământului determină din ce în ce mai mult perioada sinodică pe măsură ce distanța crește. Cu cât o planetă este mai îndepărtată, cu atât mai lent se deplasează spre cerul înstelat; perioada sinodică se apropie de 1 an cu distanță crescândă, deoarece planeta este aproape staționară atunci când este privită de pe pământ .

Pentru corpurile cerești care orbitează soarele în mai puțin de 0,5 ^2/3 ≈ 0,63 UA, perioada sinodică este mai scurtă de 1 an, deoarece necesită mai puțin de o jumătate de an de orbită și deci după două orbite în mai puțin de un an au pătruns deja pământul. Văzute de pe pământ, aceste corpuri cerești pot fi în conjuncție inferioară de mai multe ori într-un an. Cu toate acestea, pentru corpurile aflate pe o orbită cu o axă semi-majoră mai mare de 0,63 UA, perioada sinodică durează peste un an. Devine mai mare cu cât distanța medie față de soare diferă de cea a pământului (vezi exemplul de mai sus cu 9 sau 10 ani). Cu o semi-axă mare de aproximativ 1 UA, perioada sinodică de rotație este foarte lungă. Pentru planetele exterioare, perioada sinodică scade din nou odată cu creșterea distanței și în cele din urmă se apropie de un an.

masa

Tabelul de mai jos conține ori pe durata perioadelor synodic medii ale planetelor din sistemului solar , un corp în centura de asteroizi și de trans-Neptunes , precum și Luna Pământului (dată în zile și ani calendaristici ); pentru comparație, perioada siderală medie respectivă în zile este introdusă în a doua coloană din stânga :

Sens cultural

Maximul zilnic al soarelui este ușor de observat, cel al lunii nu este atât de ușor. Ceea ce este mai vizibil aici este schimbarea fazelor lunii , care depinde de unghiul la care apare jumătatea lunii luminată de soare. Văzute de pe pământ, soarele și luna stau opuse când luna este plină, în opoziție , luna culminează apoi la miezul nopții. Acesta este cazul din nou după o perioadă sinodică a lunii, o lună mai târziu.

În calendarele lunare ale diferitelor culturi, acest interval de timp devine fundamental pentru un interval de timp de referință pentru diferite procese organizate social. Termenul curent al lunii este, de asemenea, derivat din această perioadă, ca o perioadă de timp care împarte cursul anului în secțiuni cu repetări sezoniere. Chiar și sărbătorile religioase , cum ar fi Paștele sau Paștele, abordate încă de lună sau de luna plină primăvara (vezi data Paștelui ). Calendarul de mayași considerat suplimentar, Sinoadelor planetei Venus . Realizarea primilor astronomi indieni se reflectă în sistemul calendaristic al tradiției vedice , unde se obține o defalcare detaliată a lunii prin observarea mișcării zilnice siderale a lunii.

Dar nici perioadele siderale, nici cele sinodice ale lunii nu au o durată constantă. Prin urmare, valorile medii sunt utilizate pentru orientare.

Vezi si

• Perioada draconită
• Ciclul Saros