נקיפת ציר כדור הארץ

שמאל|ממוזער|250px|איור להמחשת תנועת הנקיפה של ציר הסיבוב
נקיפת כדור הארץ, או פרצסיית כדור הארץ (Earth precession), היא תופעה שבה כיוונו של ציר סיבוב כדור הארץ סביב עצמו משתנה במרחב ביחס לגרמי השמים אחרים. תנועה זו מכונה גם התנועה השלישית של כדור הארץ. גילוי התופעה מיוחס לאסטרונום היווני היפרכוס.

נקיפה מומחשת באמצעות סביבון. כל סביבון משנה בשעת סיבובו סביב צירו גם את הכיוון שאליו נוטה ראשו, ובעשותו זאת הוא מצייר מעין חרוט דמיוני. תנועה זו נקראת פרצסיה, או בעברית נקיפה.

מנגנון דומה גורם לנקיפת ציר כדור הארץ. הנקיפה נגרמת כתוצאה מכוחות המשיכה של השמש והירח, מכך שכדור הארץ אליפטי מעט, ומכך שהוא נוטה על צידו. כדור הארץ מבצע תנועת נקיפה בשיעור של 0.01396 מעלות בשנה, והוא משלים מחזור שלם כל 25,788 שנים בקירוב.

בזמן ההקפה, רק נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס לאנך למישור המילקה נשארת כמעט קבועה, 23.4 מעלות בערך. כל שאר הקואורדינטות משתנות. כנראה שכבר במאה השנייה לפני הספירה גילה האסטרונום היווני היפרכוס (Hipparchus) את מחזור הנקיפה, ואף הצליח לחשבו בדיוק כמעט מרבי. מכיוון שהנקיפה גורמת לשינוי מיקום קבוצות הכוכבים ביחס לעונות השנה, אם לפני 2,000 שנה חל יום שוויון האביב כשהשמש בראש קבוצת טלה, הרי שכיום נמצאת השמש ביום שוויון האביב בראש קבוצת דגים, ובשל הנקיפה תהיה השמש בעוד 2,000 שנה באותו יום בראש קבוצת דלי. כמו כן משתנה בשל הנקיפה זהות הכוכב הקרוב ביותר לקוטב השמיימי. כיום נמצא במקום זה כוכב הצפון, בעוד שבעתיד יהיו הכוכבים שעליהם יורה ציר כדור הארץ הכוכב אלדראמין שבקבוצת קפאוס (בעוד 5,500 שנים), ואחריו דנב שבקבוצת ברבור (בעוד כ-8,000 שנים) ווגה שבקבוצת נבל (בעוד כ-12,000 שנים). בעבר הורה ציר כדור הארץ בכיוון של כוכב שבקבוצת הדובה הקטנה (לפני 3,000 שנים) ולפניו הכוכב תובאן שבקבוצת דרקון (לפני כ-5,000 שנים).

על פי השיטה הנפוצה של האסטרולוגיה המערבית המבוססת על שנה טרופית – בשל הנקיפה אין המזל הקרוי על שם קבוצת הכוכבים העולה ברקיע ביום ההולדת זהה לקבוצת הכוכבים שעולה בפועל באותו היום. לדוגמה, מי שנולד בימינו כאשר השמש נמצאת בקבוצת הכוכבים טלה נחשב על פי האסטרולוגיה למזל שור.

לעומת זאת, על פי השיטה הפחות נפוצה של אסטרולוגיה מערבית המבוססת על שנת כוכבים או שנה סידרית – המזלות קבועים ואינם משתנים.

הסבר פיזיקלי
שמאל|ממוזער|300px|
ממוזער|250px|נקיפת ציר כדור הארץ ביחס לקבוצות הכוכבים, בשמי חצי הכדור הצפוני עם שמות הכוכבים הקרובים לקוטב השמיימי הצפוני.
נקיפת הציר נגרמת כתוצאה מכך שכדור הארץ אינו כדור מושלם, אלא ספרואיד. מכיוון שכדור הארץ סובב סביב צירו, הקוטר בקו המשווה ארוך יותר בכ-44 קילומטרים מהקוטר שעובר דרך הקטבים. השמש (ובמידה פחותה הירח) מפעילה את כוח המשיכה שלה על כדור הארץ. כוח שאינו שווה בכל חלקי כדור הארץ, ומכאן נגרמת סטיה בצירו של כדור הארץ.

אם כדור הארץ היה כדור מושלם, לא הייתה נקיפה כלל.

למען ההסבר, נדמה כי כדור הארץ הוא כדור מושלם, שעל קו המשווה שלו מודבקת "דונאט" (טורוס). בציור (מומלץ לראות ברזולוציה מלאה) מתוארת הסופגנייה בכחול, והכוחות הכבידתיים הפועלים עלייה בנקודות הקיצון מסומנים בחצים ירוקים. מכיוון שכדור הארץ נוטה על צידו, הנקודות המסומנות לא נמצאות על מישור התנועה של כדור הארץ סביב השמש. מצד שני, כוחות אלה מכוונים אל מרכז השמש, ולכן יש להם בהכרח רכיב הניצב למישור התנועה. רכיבים אלה מפעילים מומנט סיבוב על כדור הארץ (מסומן בכתום), שגורם לציר הסיבוב (סגול) לשנות מעט את כיוונו (צהוב).

בנוסף, קיים מומנט הנגרם מדעיכת שדה הכבידה עם המרחק. קל לראות זאת באיור בנקודה הימנית ביותר ובנקודה השמאלית ביותר. בנקודות אלה החלק הפנימי של הטורוס קרוב יותר לשמש, ולכן נמשך בכוח גדול יותר. הפרש זה יוצר מומנט באותו הכיוון. יש לציין כי מומנט זה היה נותר גם אם הכוחות היו מקבילים.

ניתן לראות כי לאורך כל ההקפה האפקט הוא לאותו כיוון, ולא מתבטל. בנוסף, כיוון המומנט תמיד ניצב לציר סיבוב כדור הארץ ומקביל למישור המילקה, ולכן לא משנה את זווית נטיית הציר מהאנך למישור (כ-23.4°).

ההסבר ניתן לגבי תנועת כדור הארץ סביב השמש, אך הוא תקף לכל גוף המקיף את כדור הארץ במישור הקרוב למישור קו המשווה, ובפרט לירח. שילוב השפעת הירח והשמש נותן את נקיפת ציר כדור הארץ.

בנוסף, כיוון שמיקומם היחסי של הירח והשמש משתנה, נוצרות תנודות קטנות בתדירות הנקיפה ובנטיית הציר. תנודות אלה נקראות נוטציה. הנוטציה מורכבת ממספר תנועות, כשהגדולה בהן היא מסדר גודל של 20 שניות קשת, ובעלת זמן מחזור של 18.6 שנים.

קישורים חיצוניים




הערות שוליים

קטגוריה:אסטרונומיה תצפיתית
קטגוריה:מדעי כדור הארץ