69. Рух Землі навколо Сонця

Так як спостерігач разом із Землею рухається в просторі навколо Сонця майже по колу, то напрямок з Землі на близьку зірку повинно змінюватися і близька зірка повинна здаватися описує на небі протягом року деякий еліпс. Цей еліпс, званий параллактическим, буде тим більш стислим, чим ближче зірка до екліптики і тим меншого розміру, чим далі зірка від Землі. У зірки, що знаходиться в полюсі екліптики, еліпс перетвориться в мале коло, а у зірки, що лежить на екліптиці, у відрізок дуги великого кола, який земного спостерігача здається відрізком прямої (рис. 45). Великі півосі паралактичних еліпсів рівні річного паралакса зірок.

Отже, наявність річних параллаксов у зірок є доказом руху Землі навколо Сонця.

Перші визначення річних параллаксов зірок були зроблені в 1835-1840 рр. Струве, Бесселя і Гендерсон . Хоча ці визначення були не дуже точними, проте вони не тільки дали об'єктивний доказ руху Землі навколо Сонця, а й внесли чітке уявлення про великих відстанях, на яких знаходяться небесні тіла у Всесвіті.

Другим доказом руху Землі навколо Сонця є річне абераційні зміщення зірок, відкрите ще в 1728 р англійським астрономом Брадлеем при спробі визначити річний паралакс зірки у Дракона.

Аберацією взагалі називається явище, яке у тому, що рухається спостерігач бачить світило не в тому напрямку, в якому він бачив би його в той же момент, якщо б перебував у спокої. Аберацією називається також і сам кут між спостережуваним (видимим) і істинним напрямками на світило. Різниця цих напрямків є наслідок поєднання швидкості світла і швидкості спостерігача.

Нехай в точці К (рис. 46) знаходиться спостерігач і хрест ниток окуляра інструменту, а в точці О об'єктив інструменту. Спостерігач рухається у напрямку КА зі швидкістю v.

Промінь світла від зірки М зустрічає об'єктив інструменту в точці О і, поширюючись зі швидкістю с, за час t пройде відстань Про K = з t і потрапить в точку K. Але зображення зірки на хрест ниток не потрапить, так як за цей же час t спостерігач і хрест ниток перемістяться на величину KK 1 = v t і виявляться в точці K 1. Для того щоб зображення зірки потрапило на хрест ниток окуляра, треба інструмент встановити не по істинному напрямку на зірку КМ, а по напрямку К0 О і так, щоб хрест ниток перебував в точці К 0 відрізка К0 К = К 1 К = v t . Отже, видиме напрямок на зірку К0 М 'має скласти з істинним напрямом КМ кут s, який і називається абераційні зміщенням світила.

З трикутника КО К0 слід:

або, по малості кута а,

(4.1)

де q кутова відстань видимого напрямки на зірку від точки неба, в яку спрямована швидкість спостерігача. Ця точка називається апексом руху спостерігача.

Спостерігач, що знаходиться на поверхні Землі, бере участь в двох її основних рухах: в добовому обертанні навколо осі і в річному русі Землі навколо Сонця. Тому розрізняють добову і річну аберації. Добова аберація є наслідком поєднання швидкості світла зі швидкістю добового обертання спостерігача, а річна зі швидкістю його річного руху.

Так як швидкість річного руху спостерігача є швидкість руху Землі по орбіті v = 29,78 км / сек, то, приймаючи з = 299 792 км / сек, згідно з формулою (4.1), матимемо

s = 20, 496 sin q 20,50 sin q.

Число k 0 = 20,496 20 ", 50 називається постійної аберації.

Так як апекс річного руху спостерігача знаходиться в площині екліптики і переміщається за рік на 360, то видиме положення зірки, що знаходиться в полюсі екліптики (q = b = 90), описує протягом року біля свого справжнього стану мале коло з радіусом 20,50. Видимі положення інших зірок описують абераційні еліпси з півосями 20 ", 50 і 20,50 sin b, де b екліптична широта зірки. У зірок, що знаходяться в площині екліптики (b = 0), еліпс перетворюється у відрізок дуги довжиною 20,50 2 = 41,00, точніше, 40 ", 99.

Таким чином, самий факт існування річного абераційного зміщення у зірок є доказом руху Землі навколо Сонця.

Різниця між параллактическим і абераційні зміщенням полягає в тому, що перше залежить від відстані до зірки, друге тільки від швидкості руху Землі по орбіті. Великі півосі паралактичних еліпсів різні для зірок, що знаходяться на різних відстанях від Сонця, і не перевищують 0 ", 76, тоді як великі півосі абераційних еліпсів для всіх зірок, незалежно від відстані, однакові і рівні 20,50.

Крім того, параллактическое зміщення зірки відбувається в бік видимого положення Сонця, абераційні ж зміщення спрямоване не до Сонця, а до точки, що лежить на екліптиці, на 90 на захід від Сонця.