Полюса астрономических тел определяются на основе их оси вращения относительно небесных полюсов небесной сферы . К астрономическим телам относятся звезды , планеты , карликовые планеты и малые тела Солнечной системы, такие как кометы и малые планеты (например, астероиды ), а также естественные спутники и луны малых планет .
Международный астрономический союз (МАС) определяет северный полюс планеты или любого из ее спутников в Солнечной системе как планетарный полюс, который находится в том же небесном полушарии относительно неизменной плоскости Солнечной системы, что и северный полюс Земли. [1] Это определение не зависит от направления вращения объекта вокруг своей оси. Это подразумевает, что направление вращения объекта, если смотреть сверху на его северный полюс, может быть как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Направление вращения, демонстрируемое большинством объектов в Солнечной системе (включая Солнце и Землю), — против часовой стрелки. Венера вращается по часовой стрелке, а Уран был положен на бок и вращается почти перпендикулярно остальной части Солнечной системы. Эклиптика остается в пределах 3° от неизменной плоскости на протяжении пяти миллионов лет, [2] но теперь наклонена примерно на 23,44° к небесному экватору Земли, используемому для координат полюсов. Такой большой наклон означает, что склонение полюса относительно небесного экватора Земли может быть отрицательным, даже если северный полюс планеты (например, Урана) находится севернее неизменной плоскости.
В 2009 году ответственная рабочая группа МАС решила определить полюса карликовых планет, малых планет, их спутников и комет в соответствии с правилом правой руки . [1] Чтобы избежать путаницы с определениями «север» и «юг» относительно неизменной плоскости, полюса называются «положительными» и «отрицательными». Положительный полюс — это полюс, на который указывает большой палец, когда пальцы правой руки согнуты в направлении ее вращения. Отрицательный полюс — это полюс, на который указывает большой палец, когда пальцы левой руки согнуты в направлении ее вращения. Это изменение было необходимо, поскольку полюса некоторых астероидов и комет прецессируют достаточно быстро, чтобы их северный и южный полюса поменялись местами в течение нескольких десятилетий, используя определение неизменной плоскости.
Проекция северного полюса планеты на небесную сферу дает ее северный небесный полюс . Расположение небесных полюсов некоторых выбранных объектов Солнечной системы показано в следующей таблице. [1] Координаты даны относительно небесного экватора Земли и точки весеннего равноденствия, которые существовали в J2000 (1 января 2000 г. 12:00:00 TT ), которая является плоскостью, зафиксированной в инерциальном пространстве, теперь называемой Международной небесной системой отсчета (ICRF). Многие полюса прецессируют или иным образом перемещаются относительно ICRF, поэтому их координаты изменятся. Полюса Луны особенно подвижны.
Некоторые тела в Солнечной системе, включая спутник Сатурна Гиперион и астероид 4179 Тутатис , не имеют стабильного северного полюса. Они вращаются хаотично из-за своей неправильной формы и гравитационного воздействия соседних планет и лун, и в результате мгновенный полюс блуждает по их поверхности и может на мгновение исчезнуть совсем (когда объект останавливается по отношению к далеким звездам).
Планетарные магнитные полюса определяются аналогично Северному и Южному магнитным полюсам Земли : это места на поверхности планеты, в которых линии магнитного поля планеты вертикальны. Направление поля определяет, является ли полюс магнитным северным или южным полюсом, точно так же, как на Земле. Магнитная ось Земли приблизительно совпадает с ее осью вращения, что означает, что геомагнитные полюса находятся относительно близко к географическим полюсам. Однако это не обязательно относится к другим планетам; магнитная ось Урана , например, наклонена на целых 60°.
В дополнение к полюсу вращения, орбита планеты также имеет определенное направление в пространстве. Направление вектора углового момента этой орбиты можно определить как орбитальный полюс . Орбитальный полюс Земли , т. е. полюс эклиптики , указывает в направлении созвездия Дракона .
В частном (но частом) случае синхронных спутников можно определить еще четыре полюса. Это ближний , дальний , ведущий и ведомый полюсы. Например, Ио , один из спутников Юпитера , вращается синхронно, поэтому его ориентация по отношению к Юпитеру остается постоянной. Будет одна неподвижная точка его поверхности, где Юпитер находится в зените , точно над головой — это ближний полюс , также называемый суб- или про-юпитерианской точкой. В антиподе этой точки находится дальний полюс , где Юпитер лежит в надире ; его также называют анти-юпитерианской точкой. Будет также одна неподвижная точка, которая находится дальше всего вдоль орбиты Ио (лучше всего определяется как точка, наиболее удаленная от плоскости, образованной осями север-юг и ближняя-дальняя, на ведущей стороне) — это ведущий полюс . В его антиподе находится ведомый полюс . Таким образом, Ио можно разделить на северное и южное полушария, на про- и анти-Юпитерианские полушария, а также на ведущие и ведомые полушария. Эти полюса являются средними полюсами , поскольку их точки, строго говоря, не неподвижны: вокруг средней ориентации происходит непрерывная либрация , поскольку орбита Ио слегка эксцентрична, а гравитация других лун регулярно ее нарушает.
