天平動又稱為天秤座動。是指天文學中,從衛(wèi)星環(huán)繞的天體上觀察所見到的,真實或視覺上非常緩慢的周期性振蕩。盡管天平動亦適用于其他衛(wèi)星、行星,甚至太陽,但天文學家們長久以來都只用在月球相對于地球的視運動,并且選擇一個點來平衡與對比晃動的尺度。
主要由于月球軌道的偏心率,還有月球自轉(zhuǎn)軸和繞地球轉(zhuǎn)動的軌道面的法線有6~7度的交角而形成。
簡介
天平動(libration),源自拉丁文libra,意思為”尺度“;動詞為libro-are,意思為“搖擺中的平衡”。
一般都是針對月球所言。雖然月球的自轉(zhuǎn)周期和繞地球轉(zhuǎn)動的周期相等,使得它總以同一面對著地球,但是從地球可能看到的月球表面并不是只有正表面。由于天平動,人們在地上能看見的月面便達59%,只有其余41%看不見。
月球天平動
衛(wèi)星的天平動分兩種形式:幾何天平動和物理天平動。幾何天平動又包括緯度天平動、經(jīng)度天平動、周日天平動三種。同步自轉(zhuǎn)的衛(wèi)星相對于行星,一般都有不同程度的天平動。但是天文學中一般只用于描述月球的視運動。視運動說白了就是我們視角不同而感覺到月球在晃動,其實是由于地月位置的上下左右的變化產(chǎn)生的。有些天文年歷能查看到每月之月球天平動數(shù)據(jù)。
幾何天平動
經(jīng)度天平動
經(jīng)度天平動是月球繞著地球公轉(zhuǎn)的軌道有少許的離心率造成的結(jié)果。當月球由近地點向遠地點移動時軌道速度逐漸減慢,由遠地點向近地點移動時速度逐漸加快,但月球的自轉(zhuǎn)速度始終不變,所以月球在軌道上的位置有時超前、有時落后于自轉(zhuǎn)的角度。在月球赤道上每一度相當30公里,所以經(jīng)度天平動可以使我們在東西側(cè)多觀察到約235公里的月面。這雖然不是很大的地區(qū),但是我們看見的正對地球的點將因而改變。
經(jīng)度天平動區(qū)間約為:±7o 45'
緯度天平動
緯度天平動是月球自轉(zhuǎn)軸的法線對月球繞地球的軌道平面有少許的傾斜造成的,其起源類似于地球公轉(zhuǎn)太陽時造成季節(jié)變化的現(xiàn)象。月球的自轉(zhuǎn)軸相對于白道的傾斜角為1.54o,黃道與白道的交角為5.14o,因此緯度天平動的最大值為±6.7o ,相當于在南北極方向約200公里的距離。
緯度天平動區(qū)間約為:±6o 41'
周日天平動
周日天平動影響較小,是地球自轉(zhuǎn)所造成,它使地面上的觀測者從地月中心連線的西側(cè)轉(zhuǎn)至東側(cè),因而先多看見一些月球的東側(cè),然后多看見一些月球的西側(cè)。地月的平均距離38萬公里,地球半徑6,378公里,地球的自轉(zhuǎn)將使觀測者最多能在赤道的東西側(cè)多看見約30公里的區(qū)域。
周日天平動區(qū)間約為:±1o
物理天平動
物理天平動不同于前面三種幾何天平動,這是月球真正的擺動。由于月球的三條主慣性軸長度不等,加上橢圓軌道造成的距離改變,在地球引力作用下,發(fā)生對平均位置的偏移。但是物理天平動比幾何天平動小得多,他的擺動從未曾大于0.04o,所以一般都忽略不予考慮。此外,月震也會影響到月球上正對地球的點。
參考資料 >