Эпоха в астрономии (от др.-греч. ἐποχή — «остановка, задержка, прекращение») — выбранный момент времени, для которого определены астрономические координаты или элементы орбиты небесных тел.

Так как видимые координаты объекта могут меняться от прецессии и нутации , а также собственного движения , при измерении координат нужно учитывать, в какой момент они были измерены .

Точные значения таких параметров в определённые моменты времени позволяют предсказывать координаты объекта в будущие моменты времени: в частности, это нужно для составления эфемерид .

Изменение систем координат

Плоскость экватора меняет своё положение из-за прецессии, а плоскость эклиптики — из-за возмущений от других планет. Эти плоскости используются в определениях, соответственно, экваториальной и эклиптической систем координат , а точка весеннего равноденствия — одна из двух точек их пересечения, используется в определении обеих систем. Эпоха, на которую определено положение этих плоскостей и точки весеннего равноденствия, называется эпохой равноденствия .

Эти причины никак не связаны с собственным движением тел, в частности, по орбите. Поэтому, например, для малых планет Солнечной системы не все элементы орбиты указываются на выбранную стандартную эпоху — на данный момент её функцию выполняет J2000.0 . Те из них, которые не зависят от выбора систем координат, иногда указываются на другую эпоху. Из кеплеровых элементов орбиты от выбора координат зависит долгота восходящего узла, аргумент перицентра и наклон — эти координаты указываются на стандартную эпоху. Большая полуось, эксцентриситет и средняя аномалия не зависят от них и указываются, как правило, на текущую эпоху .

Устаревание эпох

Если система координат была определена на какую-либо эпоху равноденствия, то, в теории, её можно использовать сколько угодно, хотя это будет и не всегда удобно. Однако, орбиты планет непостоянны из-за возмущений от других тел, а координаты звёзд — из-за собственного движения. То есть, рано или поздно эти параметры станут слишком сильно отличаться от измеренных на какую-то эпоху, и их использование станет невозможным.

Тем не менее, с развитием небесной механики стало известно, по каким законам меняются элементы орбит планет под действием возмущений, и появилась возможность их предсказывать, приближая полиномом функцию зависимости элементов от времени.

Некоторые эпохи должны использоваться долгое время по другим причинам. Например, границы созвездий , утверждённых Международным астрономическим союзом, рассчитаны на эпоху 1875 года, и до сих пор не менялись. Поэтому, чтобы точно определить, в каком созвездии находится, к примеру, планета, нужно определить её координаты на эпоху 1875 года .

Смена стандартных эпох

По причине того, что стандартные эпохи со временем устаревают, их периодически приходится менять и пересчитывать координаты из одной эпохи в другую. В данный момент используется эпоха J2000.0 , которой соответствует момент 1 января 2000 в 12:00 TT . В 1976 году на ассамблее Международного Астрономического Союза было решено использовать эту эпоху с 1984 года; до этого по очереди использовались эпохи B1875.0, B1900.0 и B1950.0. Пересчёт координат производится домножением их на матрицу поворота, одинаковую для всех объектов и зависящую только от положения основной плоскости системы координат и точки отсчёта на ней .

История возникновения термина

Экваториальная и эклиптическая системы координат, чаще всего применяющиеся в астрономии, определены относительно точки весеннего равноденствия , которая в свою очередь определяется взаимной ориентацией оси вращения Земли и её орбиты вокруг Солнца. Ориентация земной оси меняется (хотя и довольно медленно), например, в результате прецессии. На больших промежутках времени изменения вполне заметны. К примеру, во времена Гиппарха (II в. до н. э.) точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Овна, а сейчас она расположена в созвездии Рыб. Поэтому для сопоставления наблюдений, проведённых в разные эпохи, возникла необходимость указывать эпоху , когда именно они осуществлялись.

Примечания

Ссылки