Epoke (astronomi)

I astronomi er en epoke et tidspunkt hvor detaljene om himmelkoordinater , orbitale elementer eller efemerier refererer til.

Begrepet kommer fra gammelgresk ἐποχή

epokḗ "å stoppe", "stoppunkt [i beregning av tid]"; i astronomi spesielt "fast tidspunkt hvor de relaterte posisjonene defineres og endringene beregnes", se " konstellasjon ". ^[1] ^[2]

Grunnleggende

Epoken kan forstås som et tidspunkt hvor et " øyeblikksbilde av makrokosmos " blir opprettet. Med dette øyeblikksbildet registreres alle relevante numeriske verdier .

For andre, ikke altfor forskjellige tidspunkter, kan de himmelske koordinatene til astronomiske objekter utenfor solsystemet , spesielt stjerner , beregnes ut fra informasjonen knyttet til en bestemt epoke ved å ta hensyn til presesjonen , dvs. den langsomme sirkelbevegelsen til jordens aksen , og riktig bevegelse av objektet. Dette er viktig for alle presise målinger innen astronomi og geodesi . B. også for baneberegninger, romfart og justering av teleskoper .

Derfor brukes gjennomsnittlig equinox ( vernal equinox ) på dette tidspunktet som referansepunkt for alle gitte koordinater og kalles equinox for datoen eller equinox for koordinatene .

Posisjonsinformasjonen høyre oppstigning og deklinasjon ( ekvatoriale koordinater ) i stjernekataloger refererer alltid til en epoke.
De orbitale elementer av himmellegemer er også angitt for en epoke (i virkeligheten er det epoken en av de 6 grunnbaneelementer i et Kepler bane ): Ved beregning for andre tidspunkter, den orbitale forstyrrelser (perturbasjon) forårsaket av andre himmellegemer must bli inkludert. Orbitens elementer i epoken osculerer , det vil si nærmeste tilnærming til gjeldende tilstand.
Ephemeris , som er tabulerte posisjoner for individuelle astronomiske objekter, hovedsakelig i asimutale koordinater , er relatert til den respektive epoken.

Bessel epoke

I astronomi er det ofte ønskelig å kunne relatere tidsavhengige størrelser til et tidspunkt som oppstår samtidig for alle observasjonssteder. For dette formålet introduserte Friedrich Wilhelm Bessel en konvensjon for standardepoker (se nedenfor) på 1800 -tallet, som derfor kalles Bessel -epoker .

En Bessel -epoke er et tidspunkt hvor den gjennomsnittlige høyre oppstigningen av den gjennomsnittlige efemerisolen (dvs. den sanne solens gjennomsnittlige posisjon som projiseres på den himmelske ekvator ) er underlagt den konstante delen av avviket (-20,5 ″) og fra gjennomsnittlig jevndøgn for datoen som er målt, er nøyaktig 280 ° (eller i timemål : 18 ^t 40 ^m ). Disse tidene er nær 1. januar, men faller på en litt annen dato fra år til år. De identifiseres ved å legge til ".0" i året. Fram til 1984, equinoxes og epoker av stjernekatalogene , orbital data, etc. knyttet til disse Bessel standard epoker (se nedenfor).

For å skille den fra de senere julianske epokene, er en Bessel -epoke i dag preget av en "B" plassert foran året: B1950.0.

Bessel solår

Bessel -solåret eller " Bessel -året " for kort begynner på tidspunktet for en Bessel -epoke. Årets lengde tilsvarer omtrent det i tropiske året på ca 365,2422 dager. Noen fakturaer bruker årets Bessel -brøkdel (vanligvis med $\tau$ ${\ displaystyle \ tau}$ $\dugg$ angitt), som skal telles fra begynnelsen av Bessel -solåret. Noen ganger gjelder brøkdelen av året den nærmeste begynnelsen på et Bessel -solår og skal deretter telles negativt i andre halvår.

Konvertering mellom Bessel -epoken og det julianske dagnummeret

er $J D.$ ${\ displaystyle JD}$ $JD$ den julianske datoen for et hvilket som helst tidspunkt, er dette gitt i Bessels år med ^[3]

t_{B}=1900{,}0\,+\,(JD-2{\,}415{\,}020{,}313{\,}52)/365{,}242{\,}198{\,}781

{\ displaystyle t_ {B} = 1900 {,} 0 \, + \, (JD-2 {\,} 415 {\,} 020 {,} 313 {\,} 52) / 365 {,} 242 {\ ,} 198 {\,} 781}

{\ displaystyle t_ {B} = 1900 {,} 0 \, + \, (JD-2 {\,} 415 {\,} 020 {,} 313 {\,} 52) / 365 {,} 242 {\ ,} 198 {\,} 781}

.

Det er omvendt

JD=2\,415\,020{,}313\,52\,+\,365{,}242\,198\,781(t_{B}-1900{,}0)

{\ displaystyle JD = 2 \, 415 \, 020 {,} 313 \, 52 \, + \, 365 {,} 242 \, 198 \, 781 (t_ {B} -1900 {,} 0)}

{\ displaystyle JD = 2 \, 415 \, 020 {,} 313 \, 52 \, + \, 365 {,} 242 \, 198 \, 781 (t_ {B} -1900 {,} 0)}

.

Tidsskalaen er terrestrisk tid TT. ^[3] Verdien som er angitt her for lengden på tropiske året, stammer direkte fra definisjonen av den andre fra 1960 . ^[4] Nedgangen i årets lengde med omtrent 0,5 s per århundre blir ikke tatt i betraktning, slik at disse to ligningene ikke akkurat gjenspeiler definisjonen ovenfor av Bessel epoke ovenfor.

Juli -tiden

Siden "Bessel start of the year" ikke faller akkurat 1. januar midt på dagen (kl.12 UT ) på grunn av skuddår dager , den IAG og IUGG besluttet i 1984 å definere fremtidige epokene i Julian vilkår. Fra 1985 er dette preget av ledende bokstav J i stedet for B (for Bessel). Det er nøyaktig 365,25 dager mellom to julianske epoker (et juliansk år ). Mellom to epoker med et intervall på 100 år, dvs. 36525 dager, et juliansk århundre .

For konverteringen til en annen juliansk epoke må den julianske årslengden på nøyaktig 365,25 dager brukes.

Standard epoker

For å kunne sammenligne måledata oppnådd på forskjellige tidspunkter , defineres en standard epoke, og jevndøgn for denne datoen har samme navn som standardjevndøgn .

For denne observasjonstiden, på den ene siden, opprettes det spesielt presise stjernekataloger , som muliggjør et grunnleggende system (som en tilnærming til et idealisert treghetssystem ), og alle andre grunnleggende astronomiske størrelser for rom, tid og bevegelser er katalogisert så presist som mulig. Alle variable mengder kan deretter reduseres til dette , dvs. standardisert. Standardepoker ble tidligere satt hver 25. Bessel -epoke, i dag alle 50 juli -epoker.

For standardepokene resulterer det

epoke	Dato tid	Julian date
B1850.0	31. desember 1849 16:52 London tid	2.396.758,203
B1900.0	31. desember 1899, 19:31 GMT	2.415.020.313
B1950.0	31. desember 1949, 22:09 UT	2.433.282.423
J2000.0	0 1. januar 2000, 11:59 UTC	2.451.545,0 00

Standardepoken som for tiden anbefales for stjernekataloger og dynamiske teorier er J2000.0. J2000.0 tilsvarer definisjonen av det grunnleggende systemet 1. januar 2000 12:00 TT = JD 2451545.0, ^[5] som tilsvarer 1. januar 2000, 11: 58: 55.816 UTC . ^[6] Juliske standardepoker settes bare hvert 50. juli -år (18262,5 dager), det neste forventes å være J2050.0.

Med overgangen fra B1950.0 til J2000.0 ble denfjerde presisjonsstjernekatalogen også oppdatert til den nye versjonen av den femte katalogen, og de omtrent 2000 grunnstjerneneble støttet av interferometriske VLBI -målinger til 500 ekstragalaktiske radiokilder ( kvasarer ). Dette gjør det mulig for moderne astrometri å definere den kosmiske referanserammen og dens endringer til bedre enn 0,01 ″. Med denne nøyaktigheten tilsvarer den nå et ekte, ubevegelig treghetssystem .

Det er mulig å beregne Bessel -epokene utover 1984 og de julianske epokene for tidligere tider. Dette er imidlertid ikke vanlig.

Se også

Astronomiske koordinatsystemer , absolutt nødvendig for å spesifisere en epoke
Astronomiske måleenheter
Observasjonell astronomi

litteratur

Joachim Herrmann : dtv -atlasastronomi . Dtv, mars 2005. ISBN 3-423-03267-7 .
Andreas Kamp: Fra paleolittisk til postmoderne - Opprinnelsen til vårt epokesystem . Bind I: Fra begynnelsen til slutten av 1600-tallet , Amsterdam / Philadelphia 2010, ISBN 978-90-272-8736-6 .

Individuelle bevis

^ Wilhelm Pape , Max Sengebusch (arrangement): Kortfattet ordbok for det greske språket. 3. utgave, 6. inntrykk, Vieweg & Sohn, Braunschweig 1914. 1914, åpnet 13. august 2018 .
^ Robert Scott , Henry George Liddell : Et gresk-engelsk leksikon. Hentet 13. august 2018 .
^ ^A ^b [Resolusjoner fra] XVIth General Assembly, Grenoble. (PDF) IAU, 1976, s. 15, 16 f. , Tilgang 23. mars 2019 (engelsk, merknader til anbefalinger 2 og 5).
^ Resolusjon 9 i 11. CGPM. Definisjon av tidsenheten (sekund). Bureau International des Poids et Mesures , 1960, åpnet 15. april 2021 .
^ United States Naval Observatory (red.): The Astronomical Almanac for 2009 . US Government Printing Office, 2007, ISBN 978-0-11-887342-0 , s. B3 ( begrenset forhåndsvisning i Google boksøk).
↑ TT = TAI + 32,184 s og TAI = UTC + 32 s i 2000

[1] Wilhelm Pape , Max Sengebusch (arrangement): Kortfattet ordbok for det greske språket. 3. utgave, 6. inntrykk, Vieweg & Sohn, Braunschweig 1914. 1914, åpnet 13. august 2018 .

[2] Robert Scott , Henry George Liddell : Et gresk-engelsk leksikon. Hentet 13. august 2018 .

[IAU76-3] A ^b [Resolusjoner fra] XVIth General Assembly, Grenoble. (PDF) IAU, 1976, s. 15, 16 f. , Tilgang 23. mars 2019 (engelsk, merknader til anbefalinger 2 og 5).

[CGPM-11-9-4] Resolusjon 9 i 11. CGPM. Definisjon av tidsenheten (sekund). Bureau International des Poids et Mesures , 1960, åpnet 15. april 2021 .

[USNO-5] United States Naval Observatory (red.): The Astronomical Almanac for 2009 . US Government Printing Office, 2007, ISBN 978-0-11-887342-0 , s. B3 ( begrenset forhåndsvisning i Google boksøk).

[6] TT = TAI + 32,184 s og TAI = UTC + 32 s i 2000

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]