漫话天文天球（6）
胡经国
（续前）
七、黄道进一步解读
1、黄道概述
黄道（Ecliptic），为天文学术语，是从地球上来看太阳一年“走”过的路线，是由于地球绕太阳公转而产生的（参见下图）。
人们从地球这个运动的平台上看太阳，太阳相对地绕着地球转——太阳慢慢地在星空背景上移动，一年正好移动一圈，回到原位，太阳如此“走”过的路线，称为黄道。它是天文天球假设的一个大圆圈，亦即地球公转轨道在天文天球上的投影。它和天文天球赤道面相交于春分点和秋分点（参见下图）。
由于地球自转轴与其公转平面不垂直，因而天（球）赤道平面与黄道平面不重合，这两个平面有23°26′21″的夹角角度（公元2000年测定值）。
下图为黄道概述图（1）（图源：网络）。
2、黄道基本概念
⑴、黄道的一般概念
黄道，是以地球作为第一视角，将地球与太阳连成一条直线并且任意延长（见下图）；由于地球绕太阳公转，因而经过一年的时间，这条连线所“走”过的路径就会形成一个平面，称之为黄道平面，简称黄道面。
从地球上看，太阳在一年内在恒星之间所“走”的“视路径”，即为地球的公转轨道平面与天文天球相交的大圆。黄道和天球赤道之间形成23°26′的夹角，相交于春分点和秋分点。黄道即为太阳周年视运动的轨道。通俗而言，由于地球上的人通常感觉不到地球的运动（公转），就像坐在行驶车辆中的人感觉的是周围的物体在向后运动一样，地球人所看到的是太阳在恒星组成的天区（星空）背景上向后运动，每年转一圈，并且将其称为太阳周年视运动，将太阳周年视运动的运行线路（亦即地球公转轨道在天文天球上的投影）称之为黄道。
下图为黄道概述图（2）（图源：网络）。
在宇宙中，地球作为太阳系中的一颗行星，在不停地运动着，其运动是复杂的；但是其最基本的运动是地球的自转和公转。地球自转是地球本身绕自转轴自西向东旋转。地球的自转轴，简称地轴。地轴是假设的；但是当地球自转时却仿佛有这根轴的存在。通过地心垂直于地轴的平面叫做赤道平面，它与地球表面相割的大圆叫做赤道。赤道把地球平分为南半球与北半球。地轴穿过地心与地球表面相交于两点，其中位于北半球的交点叫做北极，位于南半球的交点叫做南极。地球在绕地轴自转的同时，还绕着太阳自西向东公转。地球公转的轨道是一个接近正圆的椭圆；由这个椭圆所构成的平面，叫做地球公转轨道平面，又叫做黄道平面。
在太阳系，地球公转轨道平面就是黄道平面，所以地球的转轴倾角特别称为“黄赤交角”。地球一面绕地轴自转，一面绕日公转。在这一过程中，地轴并不与地球公转轨道平面（黄道平面）相垂直，而是倾斜的，其夹角为66°34′。而地轴的倾斜方向在空间上始终保持不变（平移），致使赤道平面与黄道平面不平行，而呈倾斜状态，其夹角是66°34′的余角，即为23°26′。这个夹角就叫做“黄赤交角”。地轴的倾角和倾斜的方向不变，还导致了地轴对太阳的不同倾向，使地球上的太阳直射点在北纬23°26′到南纬23°26′之间来回移动；移动的周期为一年。这样就造成了地球各地正午太阳高度和昼夜长短的季节差异，从而形成四季。
简单而言，地球一年绕太阳转一周，我们从地球上看成是太阳一年在天空中移动365或366圈，太阳这样移动的路线就叫做黄道——它在天文天球上是一个假设的大圆圈，亦即地球公转轨道在天文天球上的投影。黄道平面和赤道平面相交于春分点和秋分点。
⑵、黄道的严格定义
鉴于天体运动变化的复杂性，因而在天文学的一些观测研究工作中，还需要使用黄道的严格定义，即：在任一瞬间，只考虑长期运动的轨道平面，称为“瞬时平均轨道平面”，这一平面与天文天球相交的大圆，称为黄道。从地球中心来看，黄道很接近于在恒星组成的天区（星空）中的“太阳周年视运动路径”。只有应用精密的天文仪器，才能察觉黄道与“太阳周年视运动路径”的差别。黄道是天文天球上黄道坐标系的基圈。
下图为黄道概述图（3）（图源：网络）。
也就是说，黄道的严格定义是：地月系质心（地月系质量中心）绕太阳公转的瞬时平均轨道平面与天文天球相交的大圆。黄道是天文天球上黄道坐标系的基圈。
黄道是在一年当中太阳在天文天球上的视运动路径；看起来它在群星之间移动的路径，明显地也是行星在每年中所经过的路径。更明确地说，它是球状的表面（天文天球面）与黄道平面的交集；按几何学来描述，它是包含地球环绕太阳运行的平均轨道平面。
太阳在天文天球上的视运动分为两种情形，即：“周日视运动”和“周年视运动”。其中，“周日视运动”即太阳每天的东升西落现象，这实质上是由于地球自转引起的一种视觉效果。“周年视运动”是指地球公转所引起的太阳在星座之间“穿行”的现象。
（未完待续）
1
|
|
