Екліпти́чна систе́ма координа́т — одна з систем небесних координат, яку широко застосовують для подання видимих положень, орбіт і орієнтації полюсів об’єктів Сонячної системи. Оскільки більшість планет (за винятком Меркурія) та багато малих тіл Сонячної системи рухаються орбітами з лише незначними нахилами до екліптики, зручно використовувати її як основну площину. Початок системи координат може міститися в центрі Сонця або Землі, її головний напрямок спрямований на точку весняного рівнодення, а орієнтація підпорядковується правилу правої руки. Систему можна реалізувати як у сферичних, так і в декартових координатах.
Основний напрямок
Небесний екватор і екліптика повільно зміщуються під дією гравітаційних збурень, що діють на Землю, тому точка весняного рівнодення, де вони перетинаються, не є сталою. Повільний рух земної осі — прецесія — зумовлює поступове й безперервне обертання системи координат на захід навколо полюсів екліптики з періодом близько 26 000 років. На цей рух накладається менша за амплітудою зміна положення самої екліптики, а також невеликі коливання земної осі — нутаціяExplanatory Supplement (1961), pp. 20, 28.
Щоб задати систему координат, яку можна вважати фіксованою в просторі, ці рухи потребують указання рівнодення для певної дати, відомої як епоха, під час наведення положень в екліптичних координатах. Найчастіше використовують три варіанти: Середнє рівнодення стандартної епохи (зазвичай епоха J2000.0, але також B1950.0, B1900.0 тощо) — фіксований стандартний напрямок, який дає змогу безпосередньо порівнювати положення, визначені в різні дати. Середнє рівнодення на дату точка перетину екліптики на якусь дату (тобто екліптики в її положенні на цю дату) із середнім екватором (екватором, повернутим унаслідок прецесії до положення на відповідну дату, але без малих періодичних коливань, пов'язаних з нутацією). Такий варіант часто застосовують у розрахунках орбіт планет. Істинне рівнодення на дату точка перетину екліптики на якусь дату з істинним екватором (тобто середнім екватором з урахуванням нутації). Це фактичний перетин двох площин у конкретний момент часу з урахуванням усіх рухів. Отже, положення в екліптичній системі координат зазвичай задають як "істинне рівнодення й екліптика на дату", "середнє рівнодення й екліптика J2000.0" або подібним чином. Зазначимо, що поняття «середня екліптика» не використовують, оскільки екліптика не зазнає малих періодичних коливань.
Сферичні координати + Підсумок позначень для екліптичних координатExplanatory Supplement (1961), section 1G. Сферичні Декартові Довгота Широта Відстань Геоцентричні , , Геліоцентричні , ,
Екліптична довгота Екліптична довгота, або небесна довгота (позначення: геліоцентричне , геоцентричне ), визначає кутову відстань об’єкта вздовж екліптики від основного напрямку. Як і пряме піднесення в екваторіальній системі координат, основний напрямок (0° екліптичної довготи) спрямований від Землі до Сонця в момент весняного рівнодення. Оскільки система є правою, екліптичну довготу відлічують у додатному напрямку на схід в основній площині (екліптиці) в межах від 0° до 360°. Через випередження рівнодення екліптична довгота більшості «нерухомих зір» (віднесена до рівнодення дати) зростає приблизно на 50,3 кутових секунд за рік, або на 83,8 мінут за століття, що відповідає швидкості загальної прецесії. Водночас для зір поблизу полюсів екліптики зміну екліптичної довготи визначає передусім слабкий рух самої екліптики (тобто площини земної орбіти), тому швидкість зміни може набувати будь-яких значень — від мінус нескінченності до плюс нескінченності — залежно від точного положення зорі. Екліптична широта Екліптична широта (позначення: геліоцентричне , геоцентричне визначає кутову відстань об’єкта від екліптики у напрямку до північного (додатні значення) або південного (від’ємні значення) полюса екліптики. Наприклад, північний полюс екліптики має екліптичну широту +90°. Для «нерухомих зір» екліптична широта не зазнає впливу прецесії. Відстань Відстань також потрібна для повного задання сферичного положення (позначення: геліоцентричне , геоцентричне ). Для різних об’єктів застосовують різні одиниці відстані. У межах Сонячної системи використовують астрономічні одиниці, а для об’єктів поблизу Землі — радіуси Землі, відстані до Місяця або тисячі кілометрів.
Історичне використання Від античності до XVIII століття екліптичну довготу зазвичай вимірювали за допомогою дванадцяти знаків зодіаку, кожен із яких охоплював 30° довготи; ця практика зберігається й у сучасній астрології. Знаки приблизно відповідають положенням на екліптиці відносно положення Сонця в момент весняного рівнодення, де близько 200 року н.е. перебували відповідні сузір'я. Однак зорі цих сузір’їв унаслідок прецесії змістилися на схід, і нині вони віддалені приблизно на півтора 30-градусні знаки від номінальних положень своїх зодіакальних знаків. Довготи задавали в знаках, градусах, мінутах і секундах.
Як приклад історичного запису, довгота означає 19,933° на схід від початку знака Лева (♌). Оскільки Лев починається на відстані 120° від весняного рівнодення, сучасне значення довготи дорівнює — численні приклади такого запису трапляються впродовж усієї книги..
Прямокутні координати
Прямокутний варіант екліптичних координат часто застосовують в орбітальних обчисленнях і комп’ютерному моделюванні. Початок координат розташовують у центрі Сонця (або в баріцентрі Сонячної системи), фундаментальною площиною слугує площина екліптики, а вісь спрямована на весняне рівнодення. Система координат має праву орієнтацію: якщо великий палець правої руки спрямувати вгору, він указує напрям осі , витягнутий вказівний палець — напрям осі , а зігнутий середній палець показує напрям осі .
Ці прямокутні координати пов’язані з відповідними сферичними координатами такими співвідношеннями:
Перетворення між небесними системами координат Перехід від екліптичних координат до екваторіальних координатExplanatory Supplement (1992), pp. 555–558:
Перехід від екваторіальних координат до екліптичних координат:
Тут — нахил екліптики.
Див. також Системи небесних координат Екліптика Випередження рівнодення
Примітки
Посилання The Ecliptic: the Sun's Annual Path on the Celestial Sphere Durham University Department of Physics Equatorial ↔ Ecliptic coordinate converter MEASURING THE SKY A Quick Guide to the Celestial Sphere James B. Kaler, University of Illinois