恆星時間

本文涉及天文學時間系統。對於小說，請參閱恆星時間.
世界上兩個已知倖存的恆星角鐘之一，由約翰·阿諾德＆ 兒子。它以前由先生擁有喬治·舒克堡 - 埃文琳。它在皇家天文台，格林威治， 倫敦。

恆星時間（作為一個單位恆星日或者恆星旋轉期）（恆星/sAɪˈdɪəri，sə-/sy鹿-ee-erməl，sə-）是計時系統天文學家用於定位天體對象。使用恆星時間，可以輕鬆指出望遠鏡適當坐標在裡面夜空。簡而言之，恆星時間是一個基於的時間尺度地球的旋轉速度相對於固定的星星”，[1]或更正確地相對於三月春分.

從同一觀看地點，在同一恆星時期，在另一個夜晚，將在同一位置看到一顆位於天空中一個位置的明星。這類似於時間如何保留晷（太陽時間）可用於查找太陽。就像太陽一樣月亮由於地球的旋轉，在東部似乎上升並在西部升起，星星也是如此。太陽時間和恆星時間都利用了地球圍繞其極性軸的規律性：太陽後的太陽時間，而大致來說，恆星時間沿著天體球上的遙遠的固定恆星遵循。

更確切地說，恆星時間是沿著天體赤道，從觀察者的子午線到大圈子通過三月春分[a]兩者倆天線，並且通常以小時，分鐘和秒為單位表示。[2]在典型時鐘上的常見時間（平均太陽時間）測量一個稍長的循環，不僅要考慮地球的軸向旋轉，還考慮了地球圍繞太陽的軌道。

一個恆星日地球上約為86164.0905秒（23 H 56分鐘4.0905 S或23.9344696 h）。

（秒在這裡遵循si定義，不要與埃弗默里斯第二）

春分本身預絲相對於固定恆星向西緩慢，在大約25,800年內完成了一場革命，因此被錯誤的恆星日（“ Sidereal”源自拉丁語西德斯意思是“星”）比0.0084秒短恆星日，地球相對於固定恆星的旋轉時期。[3]稍長於“真實”的恆星周期地球旋轉角（ERA），以前是恆星角。[4]在那個時代，增加了360°是地球的全部旋轉。

因為地球每年繞太陽繞太陽繞，所以在任何給定地點和時間的恆星時間都將在當地人中獲得大約四分鐘民事時代，每24小時，直到一年過去了，與太陽日的數量相比，另一個恆星“天”已經過去了。

與太陽時間的比較

恆星時間與太陽能時間。左上：遙遠的星星（小橙色星星）和太陽在高潮，在當地的子午線上m.中心：只有遙遠的恆星在高潮（平均值）恆星日）。正確的：幾分鐘後，太陽再次在當地的子午線上。一種太陽日已經完成。

太陽時間由明顯的晝夜運動太陽的。明顯的太陽時間，當地的中午是太陽完全歸於南或北的那一刻（取決於觀察者的緯度和季節）。平均太陽日（我們通常將其視為“一天”）是當地太陽能正午之間的平均時間（“平均”，因為這在一年中略有不同）。

在恆星日，地球在其軸周圍旋轉。在此期間，它沿著太陽周圍的軌道移動了一小段距離（約1°）。因此，經過恆星的一天過去了，在太陽時間根據太陽時間到達當地中午之前，地球仍然需要稍微旋轉。因此，平均太陽日比恆星日長近4分鐘。

恆星非常遙遠，以至於地球沿著軌道的運動幾乎對它們的明顯方向沒有任何影響（除了較高的準確性，請參見視差），因此他們在恆星日回到最高點。

看到這種差異的另一種方法是注意到，相對於恆星，從地球看，太陽似乎每年繞地球繞過一次。一年約有36年5.24太陽日，但366.24恆星日。因此，只有一個太陽日每年比恆星的日子，類似於觀察硬幣旋轉悖論.[5]這大約是恆星的一天365.24/366.24乘以24小時太陽日的長度。

進動效果

地球的旋轉不是圍繞軸的簡單旋轉，它始終與自身平行。地球的旋轉軸本身大約旋轉第二軸，正交到地球軌道，大約需要25800年才能進行完整的旋轉。這種現象稱為春分的進動。由於這種動力，恆星似乎以比簡單恆定旋轉更複雜的方式在地球上移動。

因此，簡化了天文學中地球方向的描述地球，通常可以按照符合恆星在天空中的位置右提升和偏斜這是基於遵循地球進攻的框架，並相對於此框架，通過恆星時間跟踪地球的旋轉。[b]在此參考框架中，地球的旋轉接近常數，但恆星似乎以大約25,800年的歷史緩慢旋轉。在此參考框架中也是熱帶年，這一年與地球季節有關，代表了圍繞太陽的一個地球軌道。恆星日的確切定義是在此進攻參考框架中旋轉一個旋轉的時間。

現代定義

過去，時間是通過觀察恆星（例如攝影天頂管和丹瓊星棒和恆星跨定義線路的通道將與天文台時鐘定時。然後，使用右提升在恆星目錄中的恆星中，計算了恆星應該通過天文台的子午線的時間，併計算了天文台時鐘所保留的時間的校正。恆星時間的定義使得春分會運輸天文台的子午線在當地的恆星時間0小時。[7]

從1970年代開始射電天文學方法基線乾涉法（vlbi）和PULSAR時機超過光學儀器最精確天文學。這導致了確定UT1（在0°經度下的平均太陽時間）使用VLBI，一個新的地球旋轉角度量度以及恆星時間的新定義。這些更改是在2003年1月1日實施的。[8]

地球旋轉角

這地球旋轉角（時代）測量地球從天體赤道上的起源的旋轉，天體中間起源，也稱為天靜脈前，[9]沿赤道沒有瞬時運動；最初被稱為非旋轉起源。這一點非常接近J2000的春分。[10]

時代，以弧度，與UT1通過簡單的線性關係：[3]

在哪裡t你是個朱利安UT1日期（JD）負2451545.0，即12：00（中午）陸地時間2000年1月1日。（請注意，這與12H有所不同世界標準時間那天大約一分鐘。）線性係數代表地球旋轉速度.

時代替代格林威治明顯的恆星時間（gast）。Gast的天體赤道上的起源，稱為True春分，由於赤道和黃道的運動，確實移動。缺乏時代起源的運動被認為是一個重要的優勢。[11]

時代可以轉換為其他單位。例如，2017年的天文數字將其用度，幾分鐘和秒鐘列表。[12]

例如，2017年的天文數字2017年1月1日在2017年1月1日給出了ERA，為100°37'12.4365'。[13]

卑鄙和明顯的品種

由英格蘭格林威治皇家天文台的另一個倖存的恆星角鐘的照片托馬斯·湯米翁（Thomas Tompion）。錶盤已完美地刻有名稱J Flamsteed，誰是天文學家皇家和日期1691。

儘管ERA旨在取代恆星時間，但在過渡期間以及使用較舊的數據和文檔時，有必要維護恆星時間的定義。

與平均太陽時間類似，地球上的每個位置都有自己的本地恆星時間（LST），具體取決於點的經度。由於在每個經度上發布表不可行，因此使用Greenwich Sidereal Time（GST），這是輔助時間IERS參考子午線，不太精確地稱為格林威治或本初子午線。有兩個品種，平均恆星時間如果使用了日期的平均赤道和春分，並且明顯的恆星時間如果使用明顯的赤道和日期的春分。前者忽略了天文營養而後者包括它。當選擇位置的選擇與包括天文營養的選擇相結合時，首字母縮寫為GMST，LMST，GAST和最後結果。

以下關係存在：[14]

本地平均恆星時間= GMST +東經度
局部明顯的恆星時間= gast +東經度

格林威治平均值和明顯的恆星時間的新定義（自2003年以來，見上文）是：

在哪裡θ是地球旋轉角，eprec是累積的進步，並且e0是起源的方程式，代表了積累的進動和營養。[15]Urban＆Seidelmann的第6章中描述了進動和丁香的計算。

例如，2017年的天文數字2017年1月1日在2017年1月1日給出了ERA，為100°37'12.4365'。Gast為6 H 43 M 20.7109 s。對於GMST，小時和分鐘是相同的，但第二個是21.1060。[13]

太陽時間和恆星時間間隔之間的關係

這個天文鐘使用顯示恆星和太陽時間.

如果某個間隔I在平均太陽時間（UT1）和恆星時間中都測量，在恆星時間中的數值將比UT1更大，因為恆星日期比UT1天短。比率是：

在哪裡t代表自2000年1月1日中午以來經過的朱利安世紀的數量陸地時間.[16]

與其他行星的太陽日相比

八個太陽能中的六個行星有前列旋轉 - 即，它們每年沿與繞太陽相同的方向旋轉一次，因此太陽在東方升起。[17]金星和天王星但是，有逆行迴轉。對於前旋轉，與恆星和太陽日長度相關的公式為：

軌道周期的恆星天數= 1 +軌道周期的太陽天數

或等效：

太陽日的長度=恆星日的長度/1-恆星日的長度/軌道時期.

但是請注意，在計算逆行旋轉的公式時，分母的操作員將是一個加號。這是由於太陽日比恆星日短，因為行星的旋轉將違背軌道運動的方向。

如果行星旋轉前進，而恆星日正好等於軌道時期，則上面的公式給出了無限長的太陽日（被零除）。這就是行星中的情況同步旋轉;一個半球經歷了永恆的一天，另一個永恆的夜晚，有一條“暮光腰帶”將它們分開。

所有與地球更遠的太陽行星都與地球相似，因為它們在繞太陽周圍經歷了許多旋轉，因此恆星日的長度與太陽日的長度之間只有很小的差異 - 前者與後者的比率永遠不會少於地球比率為0.997。但是情況大不相同汞和金星。水星的恆星日約為其軌道時期的三分之二，因此，在Prograde公式下，太陽日在太陽周圍進行了兩次革命，這是其恆星日的三倍。維納斯（Venus）旋轉逆行，持續約243.0地球天，約1.08倍其軌道周期為224.7地球天；因此，通過逆行公式，太陽日大約為116.8地球天，並且每個軌道時期約為1.9個太陽日。

按照慣例，除非另有說明，否則行星的旋轉時間以恆星術語給出。

也可以看看

筆記

  1. ^在恆星時間的背景下，“ March Equinox”或“ Equinox”或“ Aries的第一點”是一個方向，從地球的中心沿著地球赤道與太陽圍繞太陽的地球相交形成的線形成的線，朝著雙魚座的星座（在遠古時代，它是朝向星座的）。
  2. ^出於恆星目錄的目的，傳統的參考框架在1998年被取代國際天體參考框架，這是關於半乳酸外無線電源的固定的。由於距離很大，這些來源沒有明顯的適當的運動.[6]

引用

  1. ^NIST N.D.更精確的定義將在稍後的領導中給出。
  2. ^Urban＆Seidelmann 2013，“詞彙表” S.V.小時角，小時圓，恆星時間。
  3. ^一個bUrban＆Seidelmann 2013，p。 78。
  4. ^IERS 2013.
  5. ^Bartlett，A。K.（1904）。“太陽和恆星時間”.流行天文學.12：649–651。Bibcode：1904pa ..... 12..649b.
  6. ^Urban＆Seidelmann 2013，p。 105。
  7. ^ES1 1961，ch 3，“時間測量系統”。
  8. ^Urban＆Seidelmann 2013，第78–81、112頁。
  9. ^“天體中間起源（CIO）”.詞彙表iers大會（2010）.
  10. ^“天體滅蟲起源”.詞彙表iers大會（2010）.
  11. ^Urban＆Seidelmann 2013，p。 6。
  12. ^天文年鑑2016，第B21 – B24。
  13. ^一個b天文年鑑2016，p。 B21。
  14. ^Urban＆Seidelmann 2013，p。 80。
  15. ^Urban＆Seidelmann 2013，第78-79頁。
  16. ^Urban＆Seidelmann 2013，p。 81。
  17. ^Bakich 2000.

參考

  • 2017年的天文數字。華盛頓和湯頓：美國政府印刷辦公室和英國水文辦公室。2016。ISBN 978-0-7077-41666.
  • Bakich，Michael E.（2000）。劍橋行星手冊。劍橋大學出版社。ISBN 0-521-63280-3.
  • “地球旋轉角”.國際地球旋轉和參考系統服務。 2013。檢索3月20日2018.
  • 埃弗默里斯的解釋性補充。倫敦：女王je下文具辦公室。1961年。
  • “從A到Z，S到So的時間和頻率”.國家標準研究所。 2010年5月12日。
  • Urban，Sean E。；Seidelmann，P。Kenneth編輯。（2013）。天文數字的解釋性補充（第三版）。加利福尼亞州米爾谷：大學科學書籍。ISBN 978-1-891389-85-6.

外部鏈接