מילקה

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

מילקה או אקליפטיק (באנגלית: Ecliptic) הינו המעגל על פני כיפת השמיים המתווה על ידי התנועה הנראית של השמש הממוצעת במהלך השנה. המילקה הינו מעגל גדול על פני כיפת השמיים.

מושג חשוב נוסף הקשור למעגל המילקה הוא מישור המילקה (באנגלית: Ecliptic Plane) שהוא המישור שעליו נע מרכז הכובד של מערכת ארץ-ירח מסביב למרכז הכובד של מערכת השמש. מעגל המילקה נוצר למעשה ע"י חיתוך של מישור המילקה עם כיפת השמיים.

מישור המילקה נטוי בזווית של כ-23.5 מעלות (ראו זווית מדויקת יותר להלן) ביחס למישור המשווה של כדור הארץ. כאשר מישור המשווה של כדור הארץ מוגדר ע"י המישור המאונך לציר הסיבוב של כדור הארץ סביב צירו. במילים אחרות, ציר הסיבוב של כדור הארץ נטוי בזווית של כ 23.5 מעלות ביחס לאנך למישור המילקה.

נטיית מישור המילקה או נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ (באנגלית: Obliquity of the Ecliptic) הינה כאמור בקרוב 23.5 מעלות, אך נטייה זו איננה קבועה בזמן (ראו להלן) והיא משתנה הן בפרקי זמן קצרים והן על פני פרקי זמן ארוכים. למעשה השמש האמיתית איננה נעה בדיוק על המילקה כתוצאה מהפרעות כבידתיות של כוכבי הלכת. מישור המילקה למעשה הוא המישור הממוצע שעליו נע כדור הארץ.

מאחר וכל כוכבי הלכת במערכת השמש מקיפים את השמש בקרוב באותו המישור (כוכב לכת בעל נטיית המסלול המרבית ביחס למישור המילקה הוא כוכב חמה עם נטייה של כ-7 מעלות), אזי כל כוכבי הלכת נראים לנו כנעים על פני כיפת השמיים בקרבת המילקה.

מעגל המילקה ע"פ כיפת השמיים חוצה את הגבולות של 13 קבוצות כוכבים. 12 מתוכן נקראות לעיתים קבוצות גלגל המזלות. הקבוצה ה-13 שמעגל המילקה עובר בתחומה היא קבוצת הכוכבים נושא נחש.

נקודות החיתוך בין מישור המילקה ובין מישור המשווה של כדור הארץ נקראות נקודת שוויון האביב ונקודת שוויון הסתיו (ראו גם: עונות השנה על כדור הארץ וקורדינאטות שמימיות) ואילו הקו שמחבר את שתי נקודות החיתוך נקרא קו הקשרים (ראו גם: אלמנטים של מסלול).

מישור מערכת השמש

מישור מערכת השמש או מישור השימור של מערכת השמש (באנגלית: Invariable Plane) או המישור הלפלסיאני (באנגלית: Laplacian Plane) הוא המישור העובר דרך מרכז הכובד של מערכת השמש וניצב לכיוון של וקטור התנע הזוויתי של מערכת השמש.

תנע זוויתי, J, ניתן ע"י המכפלה:

J=Mvr

כאשר M היא מסת הגוף, v מהירותו הסיבובית ו r רדיוס הסיבוב שלו. על כן, באמצעות חוקי קפלר ניתן לקבל כי תנע זוויתי של כוכב לכת המקיף את השמש מתכונתי למכפלה של מסתו בשורש המרחק שלו מהשמש. הטבלה הבאה מביאה את התנע הזוויתי של הגופים העיקריים במערכת השמש וכן את התנע הזוויתי שלהם באחוזים ביחס לסה"כ התנע הזוויתי של הגופים הנ"ל. ניתן לראות כי כוכבי הלכת הענקים אחראים לכ 99.8% מהתנע הזוויתי של מערכת השמש. על כן מישור מערכת השמש נשלט ע"י המסלולים של כוכבי הלכת הענקיים. התנע הזוויתי הכללי של מערכת השמש, כולל הגופים הקטנים במערכת השמש (למשל אסטרואידים), הינו 3.148\times10^{50}\,{\rm gr\,cm}^{2}\,{\rm s}^{-1}

תנע זוויתי של הגופים העיקריים במערכת השמש
גוף תנע זוויתי [{\rm gr\,cm}^{2}\,{\rm s}^{-1}] תנע זוויתי באחוזים ביחס לתנע הזוויתי הכולל
השמש 2.09\times10^{47} 0.066%
כוכב חמה 9.19\times10^{45} 0.0029%
נגה 1.84\times10^{47} 0.059%
כדור הארץ 2.66\times10^{47} 0.085%
מאדים 3.53\times10^{46} 0.011%
צדק 1.93\times10^{50} 61.48%
שבתאי 7.82\times10^{49} 24.92%
אורנוס 1.70\times10^{49} 5.40%
נפטון 2.50\times10^{49} 7.98%

במערכת היחוס J2000.0 מישור מערכת השמש נטוי בזווית של 1.5871833 מעלות ביחס למישור המילקה ואורך הקשר העולה שלו 107.608555 מעלות. לעומת זאת ביחס למישור המשווה של כדור הארץ הנטייה הנ"ל היא 23.00614167 מעלות ואורך הקשר העולה הינו 3.87325 מעלות (Burkhardt 1982).

נטיית ציר הסיבוב כתלות בזמן

נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ סביב צירו כתלות בזמן במיליוני שנים, בין -250 מיליון שנה ל +250 מיליון שנה. הקו האפור מראה את נטיית כדור הארץ האמיתית, הקו השחור מראה את נטיית הציר כפי שמוצעה על תקופות של חצי מיליון שנה. מתוך Laskar et al. 2004.


כאמור נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ סביב צירו ביחס לאנך למישור המילקה איננה קבועה בזמן. צורתו של כדור הארץ איננה כשל כדור מושלם והוא פחוס מעט בקטבים. רדיוס כדור הארץ בקטבים קטן בכ-20 ק"מ מרדיוס כדור הארץ בקו המשווה. על כן כתוצאה ממומנט הכח שמפעילים השמש, הירח וכוכבי הלכת האחרים במערכת השמש על צורתו הלא כדורית של כדור הארץ, נטיית המילקה משתנה בזמן (ראו גם: נקיפת ציר הסיבוב).

נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ איננה משתנה ביותר מכ-1.3 מעלות, בניגוד לכוכבי לכת אחרים שבהם נטיית ציר הסיבוב יכולה להשתנות באופן משמעותי כתוצאה ממומנט הכח שמפעילים הגופים האחרים במערכת השמש. לדוגמא, נטייתו של מאדים משתנה בכ-10 מעלות על תקופות זמן ארוכות של עשרות עד מאות אלפי שנה. הסיבה לכך שנטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ איננה משתנה ביותר ממעלה היא כתוצאה ממומנט ההתמד הגבוה של מערכת ארץ-ירח.

נטיית ציר כדור הארץ, ε, באלפי שנים האחרונות, והבאות, ניתנת לחישוב ע"י הנוסחא הבאה. הנוסחא הנ"ל מחליקה את השינויים קצרי הטווח (בקצרי טווח הכוונה שלינויים שמחזורם האופייני קצר מ 18.6 שנה):


\epsilon=23.^{\circ}439291-0.0130042T - 0.00000016T^{2} + 0.000000504T^{3}

ואילו T הוא הזמן במאות שנים יוליאניות ביחס לשנת 2000:

T=\frac{JD-2451545}{36525.0}

וכאשר JD הינו היום היוליאני.

על שינויים קצרי טווח בנטיית ציר הסיבוב ראו מאמר נפרד בנושא נוטציה.

חשיבות הירח ליצוב נטיית ציר הסיבוב

מחישובים מפורטים של השינויים של נטיית ציר כדור הארץ עולה כי הנטייה הממוצעת עומדת על כ 23.3 מעלות והשינויים בנטיית הציר אינם עולים על 1.3 מעלות מהערך הממוצע. הסיבה לשינויים הקטנים נובעת כאמור מנוכחותו של הירח. על כן לולא הירח נטיית הציר של כדור הארץ היתה יכולה להשתנות באופן ניכר, דבר שהיה יכול לגרום לשינויי אקלים דרמטים ולא סדירים (Laskar et al. 1993).

מהחישובים הנ"ל עוד עולה כי אם נטיית הציר היתה בין כ-60 ל 90 מעלות אזי נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ היתה יכולה לעבור שינויים דרמטים ללא קשר לנוכחות הירח.

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית


מחברים


ערן אופק