תקופת ייחוס (אסטרונומיה)

באסטרונומיה, המושג תקופה (באנגלית: Epoch, במקור מיוונית: Εποχή - תקופה, פרק זמן) מציין נקודת זמן ספציפית, שנתונים אסטרונומיים שאינם קבועים, כמו קואורדינטות של גרמי שמים או מסלוליהם, נכונים לאותה נקודת זמן. בדרך כלל נקבעת תקופת זמן סביב אותה נקודת זמן, שלאורכה משתמשים באותם הנתונים ללא תיקון בהנחה שההבדלים בנתונים לאורך כל התקופה הם קטנים מאוד ואינם משמעותיים, ובסוף התקופה עוברים לנקודת זמן חדשה. כך למשל, הקטלוג הכללי החדש שיצא בשנת 1888 נותן את הקואורדינטות של הערפיליות ושל צבירי הכוכבים במערכת הקואורדינטות המשוונית נכון לשנת 1860, ובקטלוג גליזה לכוכבים קרובים, במהדורה משנת 1969, ניתנות הקואורדינטות של כוכבי הקטלוג במערכת הקואורדינטות המשוונית נכון לשנת 1950. בצורה דומה, אלמנטי המסלול של גרמי שמים, כמו למשל נקודות האפסיד, משתנים לאיטם וכאשר משתמשים בהם יש לציין את התקופה שבה נמדדו. כאשר נעשה שימוש בנתונים מתקופה קודמת לתקופה בה נעשה השימוש, יש לערוך תיקון לנתונים כדי שיתאימו לתקופה הרצויה. יש מספר סיבות לשינויים לאורך הזמן בנתונים של גרמי השמים: מסלוליהם של כוכבי הלכת ושל שאר הגופים במערכת השמש משתנים בשל השפעת הכבידה של הגופים השונים זה על זה. ההשפעה ניכרת בעיקר על גופים קטנים כמו אסטרואידים. השפעה זו יוצרת בדרך כלל שינויים קטנים בצירי הסימטריה של המסלול שגורם לשינוי נקודות האפהליון והפריהליון של הגוף. גופים שעוברים קרוב לשמש, כמו כוכב חמה, מושפעים גם מאפקטים של יחסות כללית עקב עיקום המרחב על ידי המסה של השמש, מה שגורם גם כן להסטת צירי הסימטריה של מסלולם ולשינוי של אלמנטי המסלול שלהם. הכוכבים בשביל החלב נעים ביחס למערכת השמש ומיקומם משתנה. לחלק מהכוכבים יש תנועה עצמית גדולה כך שהשינוי במיקומם ביחס לכוכבים אחרים הוא ניכר על פני מספר שנים קטן וכאשר מציינים את מיקומם בכל מערכת קואורדינטות שמימית, יש לציין את הזמן בו נקבע המיקום. כך למשל, כוכב ברנרד נע על פני השמים במהירות של כ-10.3 שניות קשת בשנה או כמעלה בכ-350 שנים. למרות שלכוכב ברנרד יש את התנועה העצמית הגדולה ביותר מבין כוכבי השמים, לכוכבים רבים יש תנועה עצמית משמעותית וקטלוג לויטן של כוכבים בעלי תנועה עצמית של לפחות 0.2 שניית קשת בשנה, שפורסם בשנת 1979, כולל קרוב ל-60,000 כוכבים. מערכת הקואורדינטות השמימית הנפוצה והמקובלת, היא מערכת הקואורדינטות המשוונית. במערכת זו, מיקום הכוכבים בשמים ניתן בשתי קואורדינטות המקבילות לקווי האורך והרוחב של כדור הארץ, המוטלות על כיפת השמים. הקואורדינטה של קווי הרוחב נקראות נטייה ונמדדות במעלות מ-90°- לנקודה שמעל לקוטב הדרומי, דרך 0° לנקודות שמעל לקו המשווה ועד ל-90°+ לנקודה שמעל לקוטב הצפוני. הקואורדינטה של קווי האורך נקראת עלייה ישרה ונמדדת בזמן (שעות, דקות ושניות) על פי הפרש הזמן שלוקח לנקודה על פני כיפת השמיים להגיע למקומה של נקודה עם אותה הנטייה ועם עלייה ישרה 0. בדומה לקווי האורך על כדור הארץ נקודת ה-0 היא שרירותית ונקבעת לפי הנקודה בה חוצה השמש את קו המשווה השמימי בנקודת שוויון האביב. בשל נקיפת ציר כדור הארץ משתנה מיקומם של הקטבים השמימיים ושל קו המשווה השמימי ולכן מערכת הקואורדינטות משתנה גם כן. מכיוון שקצב השינויים שונה בין גופים שונים ובין סוגי נתונים שונים, ייתכן מצב שבו משתמשים באותו זמן בתקופות שונות עבור גופים שונים או עבור נתונים שונים, כך למשל ייתכן שמיקומו של גוף במערכת השמש יינתן בקואורדינטות משווניות נכונות לשנת 2000, אך אלמנטי המסלול שלו יהיו נכונים לשנת 2010. ישנן מספר דרכים לציין את נקודת הזמן אליה מתייחסת תקופת הייחוס: יום יוליאני - מספר היממות שחלפו מאז צהרי ה-1 בינואר שנת 4713 לפני הספירה (למשל ב-12 בצהריים זמן אוניברסלי מתואם של ה-1 בינואר 2000, החל היום היוליאני ה-2,451,545). שנים בסליאניות (על שם פרידריך בסל) - שנה בסליאנית מתחילה בדיוק כאשר כדור הארץ נמצא במסלולו 80° לפני נקודת השוויון האביבית. נקודת זמן זו נמצאת תמיד קרוב לחצות הלילה (זמן אוניברסלי מתואם) של ה-1 בינואר בכל שנה. שנים יוליאניות - שנה יוליאנית מתחילה ב-12 בצהרים (זמן אוניברסלי מתואם) של ה-1 בינואר. במהלך המאה ה-20 היה מקובל להשתמש בתקופות ייחוס לפי שנים בסליאניות, B1900 (כלומר תחילת שנת בסל 1900, שהיא למעשה ה-31 בדצמבר 1899 שעה 19:28, שעון גריניץ') ו-B1950 (כלומר תחילת שנת בסל 1950, שהיא למעשה ה-31 בדצמבר 1949 שעה 22:05:36, שעון גריניץ'). מאז שנת 1984 מקובל להשתמש בתקופת ייחוס לפי שנה יוליאנית J2000 (כלומר תחילת השנה היוליאנית 2000, שהיא למעשה ה-1 בינואר 2000 שעה 12:00:00, זמן אוניברסלי מתואם). אוניברסיטת אוקספורד, מעבר בין לוחות שנה שונים J. L. E. Dreyer: A New General Catalogue of Nebulæ and Clusters of Stars, being the Catalogue of the late Sir John F. W. Herschel, Bart, revised, corrected, and enlarged, Memoirs of the Royal Astronomical Society, Vol. 49, p. 3 (1888) W. Gliese: Catalogue of Nearby Stars, Veröffentlichungen des Astronomischen Rechen-Instituts Heidelberg, Nr. 22, p. 5 (1969)