zpět na zeměpis   zpět na život školy

Precese a nutace

Každý žák ZŠ ze zeměpisu 6. ročníku ví, že se střídá den a noc díky rotaci Země kolem své osy, že tato osa je skloněna o 23,5° a že se při oběhu kolem Slunce  její směr v prostoru nemění, že míří stále k Polárce, a proto podle Polárky za jasné noci můžeme určit severní směr.

Ve skutečnosti se poloha rotační osy v prostoru s časem mění, neboť díky gravitačním poměrům ve Sluneční soustavě osa vykonává precesní a nutační pohyb.

Precesi si můžeme vyvolat doma sami – stačí roztočit obyčejnou káču (nebo vlčka či setrvačník z autíčka). Dokud se káče točí dostatečně rychle, je její rotační osa  svislá a stálá vzhledem k podložce. Jakmile se však rotace káči zmenší, začne se osa kolébat a opisovat v prostoru plášť kužele a to je právě ta precese. Tento pohyb vykonává i rotační osa Země.

Oba případy – rotace Země i rotace káči – jsou konkrétními případy pohybu setrvačníku. Volný setrvačník se snaží udržet si stálou osu rotace (Tohoto úkazu využívají tzv. gyroskopy – setrvačníkové navigační přístroje v letectví). Jakmile však na setrvačník působí další síly, dostane se do precese. V případě naší káči jsou těmito silami zemská gravitace a tření o podložku, v případě Země je to gravitační působení Slunce a Měsíce, v menší míře i planet na sploštělou Zemi.

Precesní pohyb lze podle vlivů těles na precesi lunisolární a planetární.

Při lunisolární precesi, díky gravitačnímu vlivu Měsíce a Slunce, opíše v prostoru rotační osa Země plášť kužele, a to jednou za 25 725 roků v záporném smyslu (tj. na východ) kolem střední polohy světového pólu. Tato perioda se nazývá  Platónský rok.

Při planetární precesi se gravitačním působením planet nepatrně mění poloha roviny ekliptiky.

Vlivem obou precesí se posouvá průsečík světového rovníku s rovinou ekliptiky – jarní bod. Pohyb jarního bodu (asi 50´´) zjistil již Hipparchos (125 př. Kr.). Od té doby činí posun jarního bodu východním směrem skoro 30°, což je právě jedno znamení zvěrokruhu. Proto jsou znamení posunuta o jedno zpět (např. znamení Berana do souhvězdí Ryb a roku 2300 se jarní bod dostane do souhvězdí Vodnáře).

Porovnání precesí:

Lunisolární je přibližně 50,4´´ za rok (z toho 30´´ je vliv Měsíce). Jejím důsledkem se mění poloha světového pólu mezi hvězdami na nebeské sfěře po tzv. precesní kružnici.

Dnes směřuje k Polárce – nejblíže bude v roce 2100 (jen 28´´),
v roce 2700 př. Kr. to byla hvězda Thuban (ze souhvězdí Draka),
okolo roku 10000 to bude Deneb (ze souhvězdí Labutě) a
okolo roku 14000 to bude Vega (ze souhvězdí Lyry).

Planetární je přibližně 0,125´´ za rok v kladném smyslu (tj. na západ). Jejím důsledkem se mění sklon zemské osy od 21°55´ do 24°18´ v periodě přibližně 40 000 roků.

Na konec ještě pár slov o nutaci. Protože Měsíc neobíhá přesně v rovině ekliptiky ale v rovině skloněné o 5°8´43´´, vkládá do precese ještě jeden pohyb, tzv. nutaci. Jedná se o rychlý ale malý pohyb v záporném smyslu (tj. na východ) a periodou 18,61 roku.

Výsledkem obou pohybů – precese i nutace je vlnitý pohyb světového pólu po nebeské sféře. Precesní kužel není hladký, je jak z vlnitého plechu.

Složením obou pohybů se mění nejen poloha jarního bodu a světového pólu, ale i souřadnice hvězd. Proto se musí udávat okamžik, pro který jsou souřadnice (např. rovníkové) určeny, tzv. Ekvinokcium.

 

Použitá literatura:

Grygar, J., Horský, Z., Mayer, P.: Vesmír. Mladá fronta, Praha, 1983.
Kolektiv autorů: Encyklopédia Astronómie. Obzor, Bratislava, 1987.
Čeman, R., Pittich, E.: Vesmír 1 Sluneční soustava. Mapa Slovakia Bratislava, 2002.
Ekrutt, J.: Průvodce noční oblohou. Svojtka & Co., 1999.
Příhoda, P.: Průvodce astronomií. Hvězdárna a planetárium hl. m. Prahy, 2000.
Pohyby planety Země, www.kalendar.info
Základní pojmy astrlogie a astronomie, www.johannes.cz
Druhy času používané v astronomii, www.planetarium.cz
astrologie.sweb.cz