MOKSLASplius.lt

Ekliptika. Metų laikų kaita

Žvaigždės pateka ir nusileidžia visada tose pačiose horizonto vietose (jei stebima iš to paties taško), kulminuoja visada vienodame aukštyje, t. y. jos visą laiką sukasi tomis pačiomis dangaus lygiagretėmis. O Saulės patekėjimo ir nusileidimo vietos, taip pat jos aukštis vidurdienį nuolatos kinta. Vadinasi, nuolat kinta ir Saulės padėtis žvaigždžių atžvilgiu. Tikslesnį vaizdą apie Saulės judėjimą žvaigždžių fone galima susidaryti per visus metus stebint žvaigždėtą dangų vienu ir tuo pačiu nakties laiku. Jau po savaitės kitos aiškėja, kad dangaus sfera lėtai sukasi iš rytų į vakarus (tai ne parinis sukimasis!): virš rytų horizonto pasirodo nauji žvaigždynai (pirmasis žvaigždės pasirodymas ryto aušroje vadinamas heliakaliniu patekėjimu), o anksčiau aukštai spindėję žvaigždynai palaipsniui slepiasi už vakarų horizonto. Po metų žvaigždynai vėl užima tą pačią padėtį, kaip pirmąją stebėjimų naktį. Aišku, taip yra todėl, kad Saulė (nuo jos padėties priklauso paros metas) juda žvaigždžių atžvilgiu iš vakarų į rytus ir visą ratą padaro per vienerius metus, t. y. per parą paslenka maždaug 1°. Saulės skritulio centras juda didžiuoju dangaus sferos apskritimu, vadinamu ekliptika (gr. ekleipsis – užtemimas). Ekliptikos plokštuma yra pasvirusi į dangaus pusiaujo plokštumą kampu $ \varepsilon $ = 23°26'*.


1.2 pav. Ekliptika

Linija ΠΠ' (1.2 pav.), statmena ekliptikos EE' plokštumai ir einanti per dangaus sferos centrą, vadinama ekliptikos ašimi, o jos susikirtimo su dangaus sfera taškai – ekliptikos poliais: šiauriniame danguje yra šiaurinis ekliptikos polius Π, o pietiniame - pietinis ekliptikos polius Π'. Ekliptikos poliai yra 23°26' atstumu nuo dangaus polių: šiaurinis ekliptikos polius įeina į Slibino žvaigždyną (yra arti žvaigždės, pažymėtos raide $ \delta $), o pietinis – į Aukso Žuvies žvaigždyną.

Ekliptikos ir dangaus pusiaujo susikirtimo taškai vadinami lygiadienių, arba ekvinokcijų (lot. aequus – lygus + nox – naktis) taškais. Viename jų, pavasario lygiadienio taške , Saulė pereina iš pietinio dangaus į šiaurinį (1.2 pav. rodyklė prie Saulės ženklo $ \odot $ rodo jos regimojo metinio judėjimo kryptį), o priešingame, rudens lygiadienio taške , iš šiaurinio į pietinį. Ekliptikos taškai, nutolę 90º nuo lygiadienių taškų, vadinami saulėgrįžų, arba solsticijų (lot. solstitium – Saulės stovėjimas), taškais: šiaurinėje dangaus dalyje yra vasaros saulėgrįžos taškas , o pietinėje – žiemos saulėgrįžos taškas .

Lygiadienių ir saulėgrįžų taškai ir dabar žymimi tais pačiais ženklais, kaip maždaug prieš 2000 metų, t.y. žvaigždynų, kuriuose tais laikais buvo šie taškai, ženklais: ženklai , , ir reiškia atitinkamai Avino, Vėžio, Svarstyklių ir Ožiaragio žvaigždynus. Dabar pavasario lygiadienio taškas yra Žuvų žvaigždyne, vasaros saulėgrįžos taškas – Tauro žvaigždyne, rudens lygiadienio taškas – Mergelės žvaigždyne ir žiemos saulėgrįžos taškas – Šaulio žvaigždyne. Apie šių taškų judėjimo priežastis žr. Žemės ašies precesija ir nutacija.

Ekliptika kerta 13 žvaigždynų: pavasarį Saulė slenka Žuvų, Avino ir Tauro žvaigždynais, vasarą – Dvynių, Vėžio ir Liūto žvaigždynais, rudenį – Mergelės, Svarstyklių, Skorpiono ir Gyvatnešio žvaigždynais, žiemą - Šaulio, Ožiaragio ir Vandenio žvaigždynais.

Dangaus sferos juosta, kurios viduriu eina ekliptika, jau nuo seno traukė dėmesį, nes čia, be Saulės, dar juda Mėnulis, klaidžioja planetos. Beveik visų čia esančių žvaigždynų pavadinimai susieti su tikromis ar išgalvotomis gyvomis būtybėmis. Neatsitiktinai ši maždaug 16° pločio juosta buvo pavadinta Zodiaku (gr. zoon – gyvūnas). Istoriškai Zodiakui priskiriama 12 žvaigždynų (pagal metų mėnesių skaičių); į jų tarpą nepatenka Gyvatnešis.

Ekliptika yra lyg pritvirtinta prie dangaus sferos ir sukasi kartu su ja.

Metinis Saulės judėjimas ekliptika tėra tiktai regimasis reiškinys, tikrojo Žemės skriejimo aplink Saulę atspindys. Ekliptika – tai visuma dangaus sferos taškų, į kuriuos skriejantis Žemės orbita stebėtojas projektuoja Saulės skritulio centrą. Kitais žodžiais tariant, ekliptika yra linija, kuria dangaus sfera kertasi su Žemės orbitos plokštuma. Kampas $ \varepsilon $ yra tas pats, kas kampas tarp Žemės pusiaujo ir Žemės orbitos (tolygu ekliptikos) plokštumų (Žemės pusiaujo ir dangaus pusiaujo plokštumos yra lygiagrečios).

Visiems, o ypač vidutinių platumų gyventojams gerai pažįstamas periodiškai pasikartojantis šilumos režimo kitimas, t.y. metų laikų kaita. Metų laikai seka metinį kulminuojančios Saulės aukščio kitimą, susietą su ekliptikos posvyriu į dangaus pusiaują. O tikrosios metų laikų kitimo priežastys yra trys: Žemės skriejimas aplink Saulę, Žemės pusiaujo plokštumos arba Žemės sukimosi ašies posvyris į jos orbitos plokštumą (atitinkamai kampu ε arba 90° – $ \varepsilon $) ir Žemės sukimosi ašies orientacijos erdvėje pastovumas (mažą jos pokytį galima pastebėti tik po daugelio metų (žr. Žemės ašies precesija ir nutacija)).

Kai Saulė būna lygiadienių taškuose, plokštuma, skirianti apšviestą Žemės pusę nuo neapšviestos, eina per Žemės sukimosi ašį: šiaurinis ir pietinis Žemės pusrutuliai gauna vienodai šilumos. Abiejų pusrutulių apšvietos sąlygos labiausiai skiriasi Saulei esant saulėgrįžų taškuose, tuomet viename pusrutulyje Saulė yra maksimaliame aukštyje, o kitame - minimaliame. Po pusės metų pusrutuliai pasikeičia vaidmenimis: ten, kur buvo vasara, dabar žiema ir atvirkščiai, nes Žemės sukimosi ašies kryptis liko ta pati.

Šiauriniame Žemės pusrutulyje rudens – žiemos sezonas trunka 179 paras, o pavasario – vasaros sezonas ilgiau – 186 paras. Vadinasi, ekliptikos dalį, esančią pietiniame danguje, Saulė pereina greičiau negu dalį, priklausančią šiauriniam dangui. Tai rodo, jog Saulės slinkimo greitis įvairiose ekliptikos vietose yra nevienodas. Savo ruožtu tai yra atspindys netolygaus Žemės skriejimo aplink Saulę, nes jos orbita yra ne apskritimas, o elipsė. Žemė būna arčiausiai Saulės ir skrieja didžiausiu greičiu sausio pradžioje, o jos didžiausias atstumas ir mažiausias greitis būna liepos pradžioje. Saulės atstumo kitimas (lygus 5 mln. km) tiktai šiek tiek mažina mūsų žiemų speigus ir vasarų kaitrą. Pietiniame Žemės pusrutulyje šis faktorius veikia atvirkščiai – šiek tiek sustiprina kontrastą tarp žiemos ir vasaros.


* Tai suapvalinta kampo ε reikšmė. 2000 m. pradžioje jis buvo lygus 23°26'21",41
(kampas $ \varepsilon $ dabar mažėja 0",47 per metus (žr. Žemės ašies precesija ir nutacija))

spausdinimui