В северном полушарии зимнее солнцестояние отмечает самый низкий и кратчайший путь, по которому солнце идет по небу. Изображение предоставлено Данило Пивато из http://www.danilopivato.com/.

5 фактов, которые должен знать каждый, когда солнцестояние прошло

Все это произошло раньше ... но не так!

Когда год подходит к концу, мы приближаемся к очень особенному времени года, по крайней мере, с астрономической точки зрения. В прошлый четверг, 21 декабря, отмечалось зимнее солнцестояние в северном полушарии, или дата, когда ось Земли отклонилась от Солнца на максимальную величину, если смотреть со стороны наблюдателя к северу от экватора. Конечно, это довольно распространенное знание, что причина земных вращений вокруг Солнца в сочетании с его осевым наклоном. Но декабрьское солнцестояние - один из двух дней, когда наклон Земли максимально наклонен относительно Солнца - приносит с собой ряд особых вещей, уникальных для этого времени года. Вот топ 5.

Никто никогда не делал снимок звездного следа с Земли на 360 градусов. Эта фотография была на самом деле 12-часовой экспозицией на горе, которая должна вращаться со скоростью 15 градусов в час, чтобы создать эффект почти 360 градусов. Изображение предоставлено: Эрл Мозер, через http://www.astro-tom.com/.

1.) Преданный астрофотограф, живущий к северу от Северного полярного круга, может сделать первую в мире фотографию звездного следа на 360 градусов!

Никогда еще не выполненный, «Задача Левина» требует 24 часов подряд темноты, то есть то, что происходит в течение шести непрерывных месяцев, сосредоточенных на солнцестояниях, на каждом из полюсов. Когда мы совершаем цикл по нашей орбите, равноденствия отмечают время, когда каждое место на Земле получает 12 часов дневного света и 12 часов ночи. Впоследствии один из полюсов погружается во тьму, с постепенно присоединяющимися к партии полюсами все более и более низкими (пронумерованными) широтами. Это достигает своего пика на Солнцестоянии, где все широты в пределах 23,5 градусов от полюса в темноте (то есть каждый к северу от 66,5 градусов в день субботнего солнцестояния) получат 24 часа без солнца. Если вы достаточно далеко на севере, вы проведете все это время с видимыми звездами, а также в темноте.

Если вы сможете проникнуть внутрь полярного круга, иметь чистое небо и оставить открытую шторку, должным образом отцентрированную на Северном полюсе, вы можете стать первым! Кто-нибудь в (или к северу) от острова Корнуоллис, Канада, Лонгйир, Норвегия или Каанаак, Гренландия, хочет попробовать?

Во время зимнего солнцестояния, чем дальше вы находитесь на севере, тем ниже Солнце появляется в каждый момент, в том числе в самом высоком над горизонтом. От Фэрбенкса, AK, как показано здесь, он никогда не поднимается более чем на несколько градусов над горизонтом. Изображение предоставлено: Ken Tape.

2. Никто, живущий к северу от 43-й параллели, никогда не получит, чтобы во время зимнего солнцестояния Солнце поднималось выше, чем на весь день на Южном полюсе!

Это верно, на Южном полюсе - одной из наших любимых метафор холодного, темного, отдаленного места - Солнце будет выше горизонта в течение всего дня, чем в таких местах, как Мэдисон, Висконсин, Портленд, Орегон, вся Германия, Польша, Англия и почти всю россию увидят в любое время дня! Фактически, для такого скромного местоположения, как Портленд, Орегон, с широтой 45,6 градуса северной широты, Солнцу потребуется около недели, чтобы достичь угла над горизонтом, который превышает то, что вы видите на Южном полюсе, а для наблюдатель в Анкоридже, АК, этого не произойдет еще шесть недель!

Всего 800 лет назад перигелий и зимнее солнцестояние совпали. Из-за прецессии земной орбиты они медленно расходятся, совершая полный цикл каждые 21 000 лет. Изображение предоставлено: Грег Бенсон из Wikimedia Commons.

3.) Зимнее солнцестояние теперь происходит очень близко к перигелию или к ближайшему положению Земли к Солнцу, но со временем оно медленно меняется!

Земная орбита вокруг Солнца образует почти идеальный эллипс, совершая полный оборот каждый год. Ну вроде. Видите ли, есть два типа года: тропический год, который мы определяем как 365 (или иногда 366) дней, и это количество времени, которое требуется Солнцу, чтобы вернуться в то же положение, в котором оно находилось на небе, примерно за один оборот. назад, и звездный год, который представляет собой количество времени, которое требуется Земле, чтобы вернуться в то же место в пространстве, относительно фона звезд, что было ровно один оборот назад.

Эти два измерения лет немного отличаются друг от друга на одну часть примерно в 26 000; в сочетании с меньшей внутренней прецессией орбиты Земли по отношению к звездам (в основном из-за других планет) мы получаем, что зимнее солнцестояние циклически проходит по всей орбите каждые 21 000 лет. Зимнее солнцестояние совпало с перигелием - который сейчас происходит всего пару недель спустя - всего лишь 800 лет назад, и постепенно уходит от него; примерно через 10 000 лет он будет совпадать с афелием, или точкой самого дальнего расстояния от Солнца! Зимнее солнцестояние в прошлый четверг было самым близким к Солнцу солнцестоянием, которое вы когда-либо испытывали всю оставшуюся жизнь!

Когда северный полюс Земли максимально отклонен от Солнца, он максимально наклонен в сторону полной Луны, на противоположной стороне Земли. Изображение предоставлено Национальной астрономической обсерваторией РОЖЕН.

4.) Низкое положение Солнца на небе означает, что полная Луна, ближайшая к Солнцестоянию, будет самой высокой полной Луной над горизонтом в течение всего года!

Думаю об этом; когда ось Земли максимально наклонена к Солнцу, а Луна заполнена - как, например, на другой стороне Земли от Солнца - это означает, что ось Земли будет максимально отклонена от Луны. (С точностью до максимальной погрешности, равной всего 5 градусам, величина, на которую орбитальная плоскость Земля-Луна наклонена к плоскости Земля-Солнце.) Это означает, в широком смысле, что подобно тому, как Солнце, кажется, прорезает свои самые низкие пути через небо, полнолуния, самые близкие к вашему зимнему солнцестоянию, прорезают свои самые высокие пути по небу, и наоборот во время летнего солнцестояния!

Это также означает, что новые спутники, расположенные ближе всего к зимнему солнцестоянию, прорезают свои самые низкие пути по небу, и, поскольку новая Луна в этом году приближается к солнцестоянию, она будет так же низко на горизонте, как и Солнце. Конечно, в это время года те из вас, кто живет в Южном полушарии, найдут достаточно высокие новые Луны и низкие полные луны: это совершенно противоположно тому, что увидят те из нас, кто живет на севере!

Поэтому, пока австралийцы наслаждаются солнцем, следуя по его высочайшим путям по небу, здесь, на севере - как две недели назад, так и две недели после солнцестояния - мы будем наслаждаться полной луной, которая оказывается супер-месяцем, делая то же самое !

Наблюдаемый путь, по которому Солнце проходит по небу, можно отслеживать от солнцестояния до солнцестояния с помощью камеры-обскуры. Этот самый низкий путь - это зимнее солнцестояние, когда Солнце меняет курс с понижения на восходящее по отношению к горизонту. Изображение предоставлено: Regina Valkenborgh / www.reginavalkenborgh.com.

5.) Это называется «солнцестояние», потому что Солнце буквально «стоит на месте» в небе.

В течение примерно недели в каждом направлении вокруг обоих солнцестояний путь Солнца по небу практически не меняется для всех наблюдателей в обоих полушариях. Таким образом, наше слово для солнцестояния отмечает именно это явление и объясняет, почему, если вы будете ежедневно отслеживать траекторию Солнца в течение года, вы увидите почти идентичные следы у основания (отмечая зимнее солнцестояние) и вершина (отмечая летнее солнцестояние) всех таких изображений.

Видимый путь Солнца через небо во время солнцестояния сильно отличается у экватора, на 20 градусах широты (слева) и далеко от экватора, на 70 градусах широты (справа). Изображение предоставлено пользователем Wikimedia Commons Tauʻolunga.

Существует теория, что вся идея празднования Нового года началась только тогда, когда люди мигрировали от экватора, где разница между путями Солнца в небе и сезонным климатом стала невероятно другой. По мере приближения зимнего солнцестояния путь Солнца падает с каждым днем. Возможно, вы бы испугались, если бы не знали лучше, что оно может полностью опуститься за горизонт и исчезнуть навсегда. Но Солнцестояние отмечает свою минимальную точку, и затем, через несколько дней, оно снова начинает заметно расти. Следовательно, Солнце вернется к своим ослепительным весенне-летним высотам, и начнется новый год. Возможно, именно отсюда берут начало такие ритуалы, как новогодние, рождественские и другие празднования «перерождения» после солнцестояния!

И есть специальный бонус для солнцестояния для тех из вас, кому небезразлично, как человечество отправится в космос.

Во время зимнего солнцестояния 1968 года был запущен экипаж «Аполлона-8», который вывел первых людей на орбиту вокруг Луны. Изображение предоставлено: Галерея изображений НАСА Apollo / Изображение НАСА S68–56050.

6.) Именно во время зимнего солнцестояния в 1968 году люди впервые были отправлены на Луну!

Миссия «Аполлон-8», первая пилотируемая миссия, достигшая и вращающаяся вокруг Луны, была начата во время зимнего солнцестояния в 1968 году, ровно 46 лет назад в это воскресенье. Первые люди, которые когда-либо видели Землю на таком большом расстоянии, Фрэнк Борман, Джим Ловелл и Билл Андерс начали свое путешествие вдали от Земли во время зимнего солнцестояния, самого темного вечера в году.

Три дня спустя они погрузились за Луну, и Солнце, и Земля стали невидимыми на несколько часов. Когда эти несколько часов прошли, сначала Солнце, а затем Земля вновь появились над лимоном Луны. Это было то, что они видели.

Первый вид человеческими глазами Земли, поднимающейся над лимбом Луны. Это был, пожалуй, величайший момент в сфере образования / общественной поддержки НАСА до первой посадки на Луну. Изображение предоставлено NASA / Apollo 8.

Как почти сразу сказал Билл Андерс,

«Мы прошли весь этот путь, чтобы исследовать Луну, и самое главное, что мы обнаружили Землю».

Так что наслаждайтесь солнцестоянием, как считаете нужным, и, как вы это делаете, постарайтесь запомнить это: будь вы в самый длинный день или самую длинную ночь в году, есть некоторые вещи, которые у всех нас есть общие и могут принести нам все вместе. История о том, где мы находимся и как мы оказались здесь - на Земле, в Солнечной системе и во Вселенной - может быть самой вездесущей из всех.

Starts With A Bang теперь на Forbes и переиздан на Medium благодаря нашим сторонникам Patreon. Итан является автором двух книг «За галактикой» и «Трекнология: Наука звездного пути от трикодеров до Варп Драйв».