Nutrație

Rotația în verde, precesiunea în albastru, nutarea în roșu

Nutrarea este mișcarea de oscilație (etimologic înseamnă „o încuviințare a capului” în latina clasică ) a axei de rotație a unui obiect, care are loc în combinație cu o mișcare de precesiune .

Această mișcare se datorează faptului că impulsul unghiular al precesiunii este adăugat la cel al rotației: prin urmare, impulsul unghiular rezultat nu este direcționat exact de-a lungul axei de simetrie a obiectului rotativ. Acest lucru determină o oscilație a acestei axe în direcția transversală la mișcarea de precesiune și, în consecință, o ușoară variație periodică a vitezei unghiulare a precesiei. Amplitudinea nutării este proporțională cu raportul dintre viteza unghiulară a precesiunii și cea de rotație.

Nutriția este observată, de exemplu, în mișcarea vârfului : pe măsură ce își încetinește rotația, axa sa oscilează din ce în ce mai accentuat, până când vârful cade.

Nutriția Pământului

Mișcarea de nutrație este observată și pentru planete , inclusiv pentru Pământ , în combinație cu precesiunea echinocțiilor . Precesiunea terestră și mișcările de nutare sunt cauzate de forța de maree exercitată de Soare și Lună (pentru celelalte planete din sistemul solar există doar influența Soarelui, deoarece nimeni nu are un satelit de dimensiuni comparabile cu ale sale, așa cum se întâmplă în schimb. pentru Pământ și Lună). Aceste mișcări nu sunt perfect regulate, deoarece Luna și Soarele nu sunt întotdeauna în același plan și se mișcă unul față de celălalt, provocând o variație continuă a forței care acționează pe Pământ.

Nutrația axei Pământului a fost descoperită de Bradley în 1728 , dar a fost explicată abia la 20 de ani de la această descoperire.

Din moment ce dinamica planetelor este foarte bine cunoscută, nutarea poate fi calculată cu o precizie de secunde de arc pe o perioadă de mai multe decenii . Cu toate acestea, în ceea ce privește Pământul, există și un alt efect: polodia , care tulbură această mișcare și care poate fi extrapolată doar cu câteva luni înainte; această mișcare este determinată de acțiuni care pot varia într-un mod foarte rapid și imprevizibil, cum ar fi: curenții oceanici , curenții de vânt și mișcările nucleului pământului .

Valorile de nutriție sunt de obicei împărțite în componente paralele și perpendiculare pe ecliptică . Componenta paralelă cu ecliptica se numește nutație longitudinală , cea perpendiculară este nutația oblică .

Sistemele de coordonate cerești se bazează pe un ecuator și un echinocți : primul poate fi imaginat ca un cerc uriaș pe cer provenind din proiecția exterioară a ecuatorului pământului; a doua este o linie (cea a echinocțiului de primăvară ) care, intersectând acest cerc, determină punctul de plecare pentru măsurarea ascensiunii drepte. Aceste două referințe sunt ambele influențate de precesiunea echinocțiilor și de nutare: prin urmare, ele depind de teoriile aplicate precesiei și nutării și de data utilizată ca referință pentru sistemul de coordonate . Pur și simplu, valorile de nutare (și precesiune) sunt importante în observarea Pământului pentru calcularea poziției aparente a corpurilor cerești.

În ceea ce privește Pământul, componenta majoră a nutației terestre are o perioadă de 18,6 ani, la fel ca precesiunea liniei nodului Lunii. De asemenea, în funcție de precizia de calcul necesară, există alte componente periodice semnificative care trebuie luate în considerare. O descriere matematică (sub forma unui sistem de ecuații) care reprezintă nutarea se numește „teoria nutării” . În general, teoria corespunde exact legilor fizicii și măsurătorilor astronomice; cu toate acestea, poate fi util să corectați empiric unii parametri pentru a găsi o potrivire experimentală mai bună. Aplicarea simplă a legilor mecanicii corpului rigid nu dă cele mai bune rezultate; de fapt, trebuie luate în considerare deformările Pământului.

Valori

Termenul principal de nutare se datorează regresiei liniei nodurilor Lunii și are aceeași perioadă de 6798 zile (18,6 ani). Componenta longitudinală are 17 "lățime și partea oblică 9". Toți ceilalți termeni sunt mult mai mici. Următorul termen mai mare, cu o perioadă de 183 zile (0,5 ani) are amplitudini de 1,3 "și respectiv 0,6". Perioada tuturor termenilor mai mari de 0,0001 "(aproximativ precizia maximă măsurabilă), între 5,5 și 6798 zile, nu are valori cuprinse între 34,8 și 91 de zile. Termenii pe termen lung și pe termen scurt Termenii pe termen lung sunt calculat și raportat în almanahuri , în timp ce corecția suplimentară datorată termenilor pe termen scurt este preluată de obicei dintr-un tabel.