Ekuinoks (koordinat samawi)
Dalam astronomi, ekuinoks (Jawi: ايکوينوکس) ialah salah satu daripada dua tempat di sfera cakerawala yang ekliptik bersilang dengan khatulistiwa cakerawala.[1][2][3] Walaupun terdapat dua persilangan sedemikian, ekuinoks yang dikaitkan dengan nod menaik Matahari digunakan sebagai usul bagi konvensional sistem koordinat cakerawala dan hanya dirujuk sebagai "ekuinoks". Berbeza dengan penggunaan biasa ekuinoks musim bunga/vernal dan musim luruh, ekuinoks sistem koordinat samawi ialah arah dalam angkasa dan bukannya detik atau tempoh dalam masa.
Dalam kitaran kira-kira 25,800 tahun, ekuinoks bergerak ke arah barat terhadap sfera cakerawala kerana daya yang mengganggu; oleh itu, untuk menentukan sistem koordinat, adalah perlu untuk menentukan tarikh ekuinoks dipilih. Tarikh ini tidak boleh dikelirukan dengan epok. Objek astronomi menunjukkan pergerakan sebenar seperti orbit dan gerakan wajar, dan epok mentakrifkan tarikh kedudukan objek digunakan. Oleh itu, spesifikasi lengkap koordinat untuk objek astronomi memerlukan kedua-dua tarikh ekuinoks dan epok.[4]
Ekuinoks dan epok standard yang digunakan pada masa ini ialah J2000.0, iaitu 1 Januari 2000 pada 12:00 TT. Awalan "J" menunjukkan bahawa ia adalah epok Julian. Ekuinoks dan epok standard sebelumnya ialah B1950.0, dengan awalan "B" menunjukkan ia adalah epok Besselian. Sebelum 1984 ekuinoks dan epok Besselian digunakan. Sejak masa itu ekuinoks dan epok Julian telah digunakan.[5]
Pergerakan ekuinoks
[sunting | sunting sumber]
Ekuinoks bergerak, dalam erti kata bahawa seiring dengan berlalunya masa, ia berada di lokasi yang berbeza berbanding kedudukan bintang yang jauh. Akibatnya, katalog bintang selama bertahun-tahun, walaupun selama beberapa dekad, akan menyenaraikan efemeris yang berbeza . [6] Ini disebabkan oleh precession dan nutasi, yang kedua-duanya boleh dimodelkan, serta daya gangguan kecil lain yang hanya boleh ditentukan melalui pemerhatian dan dengan itu dijadualkan dalam almanak astronomi.
Liukan
[sunting | sunting sumber]Liukan ekuinoks pertama kali diperhatikan oleh Hipparchus pada 129 SM, apabila mencatatkan lokasi Spica berkenaan dengan ekuinoks dan membandingkannya dengan lokasi yang diperhatikan oleh Timocharis pada 273 SM.[7] Ia adalah gerakan jangka panjang dengan tempoh 25,800 tahun.
Nutasi
[sunting | sunting sumber]Nutasi ialah ayunan satah ekliptik. Ia pertama kali diperhatikan oleh James Bradley sebagai variasi dalam deklinasi bintang. Bradley menerbitkan penemuan ini pada tahun 1748. Memandangkan beliau tidak mempunyai jam yang cukup tepat, Bradley tidak menyedari kesan nutasi pada gerakan ekuinoks di sepanjang khatulistiwa cakerawala, walaupun pada masa kini aspek nutasi yang lebih penting.[8] Tempoh ayunan nutasi ialah 18.6 tahun.
Ekuinoks dan epok
[sunting | sunting sumber]Ekuinoks dan epok Besselian
[sunting | sunting sumber]Satu epok Besselian, yang dinamakan sempena ahli matematik Jerman dan ahli astronomi Friedrich Bessel (1784-1846), ialah epok yang berdasarkan pada tahun Besselian 365.242198781 hari, yang merupakan tahun tropika yang diukur pada titik longitud Matahari adalah tepat 280°. Sejak tahun 1984, ekuinoks dan zaman Besselian telah digantikan oleh ekuinoks dan epok Julian. Equinoks dan epok piawai semasa ialah J2000.0, yang merupakan epok Julian.
Epok Besselian dikira mengikut:
- B = 1900.0 + ( Tarikh Julian − 2415020.31352) / 365.242198781
Ekuinoks dan epok piawai sebelumnya ialah B1950.0, epok Besselian.
Memandangkan jarak hamal dan deklinasi bintang sentiasa berubah disebabkan oleh liukan, ahli astronomi sentiasa menentukannya dengan merujuk kepada ekuinoks tertentu. Ekuinoks Besselian yang digunakan mengikut sejarah termasuk B1875.0, B1900.0, B1925.0 dan B1950.0. Sempadan buruj rasmi telah ditakrifkan pada tahun 1930 menggunakan B1875.0.
Ekuinoks dan epok Julian
[sunting | sunting sumber]Epok Julian ialah zaman yang berdasarkan tahun Julian tepat 365.25 hari. Sejak 1984, epok Julian digunakan sebagai keutamaan berbanding epok Besselian yang dahulu.
Epok Julian dikira mengikut:
- J = 2000.0 + (tarikh Julian − 2451545.0)/365.25
Ekuinoks dan epok piawai yang sedang digunakan ialah J2000.0, yang sepadan dengan 1 Januari 2000 12:00 Waktu Bumi.
J2000.0
[sunting | sunting sumber]Epok J2000.0 adalah tepat pada tarikh Julian 2451545.0 TT (Masa Terestrial), atau 1 Januari 2000, tengah hari TT. Ini bersamaan dengan 1 Januari 2000, 11:59:27.816 TAI atau 1 Januari 2000, 11:58:55.816 UTC.
Memandangkan jarak hamal dan deklinasi bintang sentiasa berubah disebabkan oleh liukan, (dan, untuk bintang yang agak berdekatan disebabkan gerakan wajar), ahli astronomi sentiasa menentukannya dengan merujuk kepada epok tertentu. Epok awal yang digunakan secara standard ialah epok B1950.0.
Apabila khatulistiwa min dan ekuinoks J2000 digunakan untuk mentakrifkan rangka rujukan cakerawala, kerangka itu juga boleh dilambangkan dengan koordinat J2000 atau hanya J2000. Ini berbeza daripada Sistem Rujukan Cakerawala Antarabangsa (ICRS): khatulistiwa min dan ekuinoks pada J2000.0 adalah berbeza dan berkejituan lebih rendah daripada ICRS, tetapi bersetuju dengan ICRS dengan ketepatan terhad sebelumnya. Penggunaan lokasi "min" bermakna nutasi dipuratakan atau diabaikan. Ini bermakna bahawa kutub utara putaran Bumi tidak menghala tepat pada kutub cakerawala J2000 pada epok J2000.0; kutub sebenar epok menjauhkan diri daripada yang min. Perbezaan yang sama berkaitan dengan ekuinoks.[9]
"J" dalam awalan menunjukkan bahawa ia adalah ekuinoks atau epok Julian dan bukannya ekuinoks atau epok Besselian.
Ekuinoks Tarikh
[sunting | sunting sumber]Terdapat makna istimewa bagi ungkapan "ekuinoks (dan ekliptik/khatulistiwa) tarikh". Kerangka rujukan ini ditakrifkan oleh kedudukan ekliptik dan khatulistiwa cakerawala pada tarikh/zaman di mana kedudukan sesuatu yang lain (biasanya objek sistem suria) ditentukan. [10]
Ekuinoks lain dan zaman yang sepadan
[sunting | sunting sumber]Ekuinoks dan zaman lain yang telah digunakan termasuk:
- Bonner Durchmusterung yang dimulakan oleh Friedrich Wilhelm August Argelander menggunakan B1855.0
- Katalog Henry Draper menggunakan B1900.0
- Sempadan buruj telah ditakrifkan pada tahun 1930 di sepanjang garis jarak hamal dan deklinasi untuk epok B1875.0.
- Kadangkala, ekuinoks bukan standard telah digunakan, seperti B1925.0 dan B1970.0
- Katalog Hipparcos menggunakan sistem koordinat ICRS (yang pada asasnya ekuinoks J2000.0) tetapi menggunakan epok J1991.25. Untuk objek dengan gerakan wajar yang ketara, dengan mengandaikan bahawa epok adalah J2000.0 membawa kepada ralat kedudukan yang besar. Dengan mengandaikan bahawa ekuinoks ialah J1991.25 membawa kepada ralat besar untuk hampir semua objek.
Epok dan ekuinoks untuk unsur orbit biasanya diberikan dalam Masa Bumi, dalam beberapa format berbeza, termasuk:
- Tarikh Gregorian dengan masa 24 jam: 2000 1 Januari, 12:00 TT
- Tarikh Gregorian dengan hari pecahan: 2000 Januari 1.5 TT
- Hari Julian dengan hari pecahan: JDT 2451545.0
- Format unsur dua baris NASA/NORAD dengan hari pecahan: 00001.50000000
Masa sidereal dan persamaan ekuinoks
[sunting | sunting sumber]Masa sidereal ialah sudut jam ekuinoks. Walau bagaimanapun, terdapat dua jenis: jika ekuinoks min digunakan (yang hanya merangkumi liukan), ia dipanggil masa sidereal min; jika ekuinoks sebenar digunakan (lokasi sebenar ekuinoks pada detik mata tertentu), ia dipanggil masa sidereal ketara. Perbezaan antara kedua-dua ini dikenali sebagai persamaan ekuinoks, dan dijadualkan dalam Almanak Astronomi.[11]
Konsep yang berkaitan dikenali sebagai persamaan asalan, iaitu panjang lengkok antara Asalan Perantaraan Langit dan ekuinoks. Sebagai alternatif, persamaan asalan ialah perbezaan antara Sudut Putaran Bumi dan masa sisi nyata di Greenwich.
Peranan ekuinoks dalam astronomi
[sunting | sunting sumber]Dalam astronomi moden, ekliptik dan ekuinoks semakin berkurangan kepentingannya seperti yang diperlukan, atau malah mudah, konsep rujukan. (Walau bagaimanapun, ekuinoks kekal penting dalam penggunaan awam biasa, dalam menentukan musim). Satu sebab penting ialah sukar untuk menentukan dengan tepat apa itu ekliptik, malah terdapat kekeliruan dalam literatur mengenainya.[12] Sekiranya ia berpusat di pusat jisim Bumi, atau di pusat baripusat Bumi-Bulan?
Juga dengan pengenalan Rangka Rujukan Cakerawala Antarabangsa, semua objek dekat dan jauh diletakkan pada asasnya dalam hubungan dengan kerangka besar berdasarkan sumber radio tetap yang sangat jauh, dan pilihan asal adalah wewenang dan ditakrifkan untuk kemudahan masalah semasa. Tiada masalah ketara dalam astronomi yang ekliptik dan ekuinoks perlu benar-benar ditakrifkan.[13]
Rujukan
[sunting | sunting sumber]- ^ Astronomical Almanac for the Year 2019. Washington, DC: United States Naval Observatory. 2018. m/s. M6. ISBN 978-0-7077-41925.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentals of Astronomy. New York: Taylor and Francis Group. m/s. 31. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ "IAU Nomenclature for Fundamental Astronomy". Paris Observatory. 2007. Dicapai pada December 23, 2018.
- ^ Seidelmann, P. Kenneh, penyunting (1998). Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. Mill Valley, CA: University Science Books. m/s. 12. ISBN 978-0-935702-68-2.
- ^ Montenbruck, Oliver; Pfleger, Thomas (2005). Astronomy on the Personal Computer, p. 20 (ed. corrected 3rd printing of 4th). ISBN 9783540672210. Dicapai pada January 23, 2019.
- ^ Chartrand, Mark R. (1991). The Audubon Society Field Guide to the Night Sky. New York: Alfred A. Knopf. m/s. 53. Bibcode:1991asfg.book.....C. ISBN 978-0-679-40852-9.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentals of Astronomy. New York: Taylor and Francis Group. m/s. 71. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentals of Astronomy. New York: Taylor and Francis Group. m/s. 72. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ Hilton, J. L.; Hohenkerk, C. Y. (2004). "Rotation matrix from the mean dynamical equator and equinox at J2000.0 to the ICRS". Astronomy & Astrophysics. 413 (2): 765–770. Bibcode:2004A&A...413..765H. doi:10.1051/0004-6361:20031552.
- ^ Seidelmann, P. K.; Kovalevsky, J. (September 2002). "Application of the new concepts and definitions (ICRS, CIP and CEO) in fundamental astronomy". Astronomy & Astrophysics. 392 (1): 341–351. doi:10.1051/0004-6361:20020931. ISSN 0004-6361.
- ^ Astronomical Almanac for the Year 2019. Washington, DC: United States Naval Observatory. 2018. m/s. B21–B24,M16. ISBN 978-0-7077-41925.
- ^ Barbieri, Cesare (2007). Fundamentals of Astronomy. New York: Taylor and Francis Group. m/s. 74. ISBN 978-0-7503-0886-1.
- ^ Capitaine, N.; Soffel, M. (2015). "On the definition and use of the ecliptic in modern astronomy". Proceedings of the Journées 2014 "Systèmes de référence spatio-temporels": Recent developments and prospects in ground-based and space astrometry. m/s. 61–64. arXiv:1501.05534. ISBN 978-5-9651-0873-2.