Эфемериды

В астрономии и астронавигации эфемерида ( / ɪˈfɛmərɪs / ; мн. ч. эфемериды / ˌɛfəˈmɛrɪˌd iːz / ; от латинского ephemeris ' дневник ' , от древнегреческого ἐφημερίς ( ephēmerís ) 'дневник, журнал') [ 1 ] [²] [³^]— это книга с таблицами, которая дает траекторию естественных астрономических объектов и искусственных спутников на небе , т . е. положение ( и, возможно, скорость ) с течением времени . Исторически положения были указаны в виде печатных таблиц значений, указанных через регулярные интервалы даты и времени. Расчет этих таблиц был одним из первых применений механических компьютеров . Современные эфемериды часто предоставляются в электронном виде. Однако печатные эфемериды продолжают выпускаться, поскольку они полезны в случаях, когда вычислительные устройства недоступны.

Астрономическое положение, вычисленное по эфемеридам, часто дается в сферической полярной системе координат прямого восхождения и склонения , вместе с расстоянием от начала координат, если это применимо. Некоторые из астрономических явлений, представляющих интерес для астрономов, — это затмения , видимое ретроградное движение /планетные станции, планетарные ингрессии, звездное время , положения для средних и истинных узлов Луны , фазы Луны и положения малых небесных тел , таких как Хирон .

Эфемериды используются в небесной навигации и астрономии. Они также используются астрологами . ^[4] Сигналы GPS включают в себя данные эфемерид, используемые для расчета положения спутников на орбите.

История

I тысячелетие до нашей эры — Эфемериды в вавилонской астрономии .
II век н.э. – Альмагест и Справочные таблицы Птолемея
8 век нашей эры - зидж Ибрагима аль-Фазари.
9 век нашей эры - зидж Мухаммада ибн Мусы аль-Хорезми.
11 век н.э. – зидж Ибн Юнуса
XII век н.э. – Таблицы Толедо , основанные в основном на арабских источниках исламской астрономии зидж , были отредактированы Герардом Кремонским для формирования стандартных европейских эфемерид вплоть до Альфонсинских таблиц .
XIII век н.э. – в обсерватории Мараге в Персии были составлены Зидж-и Ильхани ( Таблицы Ильхана ) .
XIII век н.э. – в Испании были составлены Альфонсинские таблицы для исправления аномалий в таблицах Толедо , остававшиеся стандартными европейскими эфемеридами вплоть до появления Прутских таблиц почти 300 лет спустя.
XIII век н.э. — Дрезденский кодекс , сохранившиеся эфемериды майя.
1408 г. – Китайская таблица эфемерид (копия в Пеписской библиотеке , Кембридж, Великобритания (см. книгу «1434»); считается, что китайские таблицы были известны Региомонтану ) .
1474 – Региомонтан публикует свои ежедневные Эфемериды в Нюрнберге, Германия. ^[5]
1496 г. – Almanach Perpetuum Абраана бен Самуэля Закуто (одна из первых книг, изданных с помощью наборного шрифта и печатного станка в Португалии )
1504 – Во время кораблекрушения на острове Ямайка Христофор Колумб успешно предсказал лунное затмение для местных жителей, используя эфемериды немецкого астронома Региомонтана . ^[6]
1531 – В Тюбингене посмертно опубликован труд Иоганна Штёффлера , продлевающий эфемериды Региомонтана до 1551 года.
1551 г. – опубликованы «Прутские таблицы» Эразма Рейнгольда , основанные на теориях Коперника .
1554 – Иоганн Стадиус опубликовал Ephemerides novae et auctae , первую крупную эфемериду, вычисленную в соответствии с гелиоцентрической моделью Коперника , с использованием параметров, полученных из Прутовых таблиц . Хотя модель Коперника давала элегантное решение проблемы вычисления видимых положений планет (она избегала необходимости в экванте и лучше объясняла видимое ретроградное движение планет), она по-прежнему полагалась на использование эпициклов , что приводило к некоторым неточностям – например, периодическим ошибкам в положении Меркурия до десяти градусов. Одним из пользователей таблиц Стадиуса был Тихо Браге .
1627 г. – новым стандартом стали Рудольфовы таблицы Иоганна Кеплера , основанные на эллиптическом движении планет.
1679 - La Connaissance des Temps ou Calendrier et éphémérides du Lever & Coucher du Soleil, de la Lune & des autres planetes , впервые ежегодно публикуемая Жаном Пикаром и сохранившаяся до сих пор.
1975 – Оуэн Джинджерих , используя современную планетарную теорию и цифровые компьютеры, вычисляет фактические положения планет в 16 веке и строит графики ошибок в положениях планет, предсказанных эфемеридами Штёффлера, Стадиуса и других. По словам Джинджериха, шаблоны ошибок «столь же отличительны, как отпечатки пальцев, и отражают характеристики базовых таблиц. То есть шаблоны ошибок для Штёффлера отличаются от шаблонов Стадиуса, но шаблоны ошибок Стадиуса очень похожи на шаблоны Мейстлина , Маджини , Оригана и других, которые следовали параметрам Коперника». ^[7]

Современные эфемериды

Для научных целей современные планетарные эфемериды включают программное обеспечение, которое генерирует положения планет и часто их спутников, астероидов или комет практически в любое время по желанию пользователя.

После внедрения электронных компьютеров в 1950-х годах стало возможным использовать численное интегрирование для вычисления эфемерид. Ярким примером является разработка эфемерид Jet Propulsion Laboratory . Также были разработаны обычные так называемые аналитические эфемериды, которые используют ряды разложений для координат, но они стали намного больше по размеру и точности по сравнению с прошлыми, благодаря использованию компьютеров для управления десятками тысяч членов. Примерами являются Ephemeride Lunaire Parisienne и VSOP .

Обычно такие эфемериды охватывают несколько столетий, прошедших и будущих; будущие могут быть охвачены, поскольку область небесной механики разработала несколько точных теорий. Тем не менее, существуют вековые явления , которые не могут быть адекватно рассмотрены эфемеридами. Наибольшие неопределенности в положениях планет вызваны возмущениями многочисленных астероидов , большинство масс и орбит которых плохо известны, что делает их влияние неопределенным. Отражая постоянный приток новых данных и наблюдений, Лаборатория реактивного движения НАСА ( JPL ) пересматривает свои опубликованные эфемериды почти каждый год с 1981 года. ^[8]

Эфемериды Солнечной системы необходимы для навигации космических кораблей и для всех видов космических наблюдений за планетами , их естественными спутниками , звездами и галактиками .

Научные эфемериды для наблюдателей неба в основном содержат положения небесных тел по прямому восхождению и склонению , поскольку эти координаты наиболее часто используются на звездных картах и телескопах. Равноденствие системы координат должно быть указано. Почти во всех случаях это либо фактическое равноденствие (равноденствие, действительное на тот момент, часто называемое «дата» или «текущее»), либо одно из «стандартных» равноденствий, обычно J2000.0 , B1950.0 или J1900. Звездные карты почти всегда используют одно из стандартных равноденствий.

Научные эфемериды часто содержат дополнительные полезные данные о луне, планете, астероиде или комете, выходящие за рамки чистых координат на небе, такие как удлинение относительно Солнца, яркость, расстояние, скорость, видимый диаметр на небе, фазовый угол, время восхода, транзита и захода и т. д. Эфемериды планеты Сатурн также иногда содержат видимый наклон ее кольца.

Небесная навигация служит резервной копией спутниковой навигации . Программное обеспечение широко доступно для помощи в этой форме навигации; часть этого программного обеспечения имеет автономные эфемериды. ^[9] Когда используется программное обеспечение, которое не содержит эфемериды, или если программное обеспечение не используется, данные о местоположении небесных объектов могут быть получены из современного Nautical Almanac или Air Almanac . ^[10]

Эфемерида обычно верна только для определенного места на Земле. Во многих случаях различия слишком малы, чтобы иметь значение. Однако для близлежащих астероидов или Луны они могут быть весьма важны.

Другие современные эфемериды , созданные недавно, — это EPM (Эфемериды планет и Луны) от Российского института прикладной астрономии Российской академии наук ^[11] и INPOP ( Intégrateur numérique planétaire de l' Observatoire de Paris ) от французского IMCCE. ^[12]^[13]

Смотрите также

Примечания

^ ἐφημερίς. Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский словарь в проекте «Персей» .
^ "эфемериды". Словарь Merriam-Webster.com . Merriam-Webster.
^ "Эфемериды". Латино-французский словарь Гаффио .
^ Gingerich, Owen (2017). Arias, Elisa Felicitas; Combrinck, Ludwig; Gabor, Pavel; Hohenkerk, Catherine; Seidelmann, P. Kenneth (ред.). «Роль эфемерид от Птолемея до Кеплера». The Science of Time 2016. Astrophysics and Space Science Proceedings. 50. Cham: Springer International Publishing: 17–24. Bibcode : 2017ASSP...50...17G. doi : 10.1007/978-3-319-59909-0_3. ISBN 978-3-319-59909-0.
^ Джонс, SSD; Говард, Джон; Уильям, Мэй; Логсдон, Том; Андерсон, Эдвард; Ричи, Майкл. «Навигация». Encyclopedia Britannica . Encyclopaedia Britannica, inc . Получено 13 марта 2019 г. .
^ Хоскин, Майкл (28 ноября 1996 г.). Кембриджская иллюстрированная история астрономии. Cambridge University Press. стр. 89. ISBN 9780521411585.
^ Джинджерич, Оуэн (1975). ""Кризис" против эстетики в коперниканской революции" (PDF) . Перспективы в астрономии . 17 (1). Elsevier BV : 85–95. Bibcode :1975VA.....17...85G. doi :10.1016/0083-6656(75)90050-1. S2CID 20888261 . Получено 23 июня 2016 г. .
^ Георгий А. Красинский и Виктор А. Брумберг , Вековое увеличение астрономической единицы на основе анализа движений главных планет и его интерпретация. Небесная механика и динамическая астрономия 90: 267–288, (2004).
^ Американский практический навигатор: воплощение навигации. Бетесда, Мэриленд: Национальное агентство изображений и картографии. 2002. С. 270.
^ "Almanacs and Other Publications — Naval Oceanography Portal". Военно-морская обсерватория США . Архивировано из оригинала 27 января 2022 года . Получено 11 ноября 2016 года .
^ Питьева, Елена В. (август 2006 г.). "Динамическая модель движения планет и эфемериды EPM". Highlights of Astronomy . 2 (14): 470. Bibcode :2007HiA....14..470P. doi : 10.1017/S1743921307011453 .
^ "INPOP10e, 4-мерная планетарная эфемерида". IMCCE . Получено 2 мая 2013 г.
^ Вишванатан, В.; Фиенга, А.; Гастино, М.; Ласкар, Дж. (1 августа 2017 г.). «Планетарные эфемериды INPOP17a». Notes Scientifiques et Techniques de l'Institut de Mécanique Céleste . 108 : 108. Бибкод : 2017NSTIM.108.....В. дои : 10.13140/RG.2.2.24384.43521.

Ссылки

Даффет-Смит, Питер (1990). Астрономия с вашим персональным компьютером . Cambridge University Press . ISBN 0-521-38995-X.
«эфемериды». Американский словарь наследия английского языка (3-е изд.). Бостон: Houghton Mifflin . 1992.
МакКрейг, Хью (1949). 200-летние эфемериды . Macoy Publishing Company.
Меус, Жан (1991). Астрономические алгоритмы . Вильманн-Белл. ISBN 0-943396-35-2.
Михельсен, Нил Ф. (1990). Таблицы планетарных явлений . ACS Publications, Inc. ISBN 0-935127-08-9.
Михельсен, Нил Ф. (1982). Американские эфемериды для 21-го века - 2001-2100 в полночь . Astro Computing Services. ISBN 0-917086-50-3.
Монтенбрюк, Оливер (1989). Практические расчеты эфемерид . Springer-Verlag . ISBN 0-387-50704-3.
Seidelmann, Kenneth (2006). Пояснительное дополнение к астрономическому альманаху . University Science Books. ISBN 1-891389-45-9.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Эфемериды.

Онлайн-эфемериды JPL HORIZONS
Введение в эфемериды JPL (архив 26 февраля 2005 г.)
«Эфемериды-IMCEE».