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月球的公转周期和自转周期(月球绕地球公转周期)

绕地球公转周期(月球公转和自转周期)

我们的月亮是以椭圆轨道的形式围绕着地球公转的,因为月亮会受到其它大天体的引力摄动影响,如火星、金星、木星等行星的影响。所以我们的月亮只能是椭圆的轨道,而且在我们太阳系中,由于天体众多,所以一般各天体都是椭圆轨道或趋近于圆形轨道。

月球正向绕地球公转,约27.32天(一个星月)完成相对于定星的一周公转,约29.53天(一个太阴月)完成相对于太阳的一周公转。地球和月球的运动都是围绕着它们的重心(共同的质心)进行的,这个重心距离地球中心(大约是地球半径的四分之三)大约4600公里(2900英里)。从地球中心到月球中心的平均距离约为385,000公里(239,000英里),相当于约60个地球半径。

月球的平均轨道速度约为1.022公里/秒(2290英里/小时),它每小时运行的距离约与其直径相同,或者说它在天球上移动约半度。月球的轨道不同于大多数其他行星,因为它的轨道比它的主平面(在这种情况下,地球的赤道平面)更靠近黄道平面。月球的轨道平面相对于黄道平面倾斜约5.1度,而月球的赤道平面仅倾斜1.5度。

月球绕地球轨道的大小和距离之比。图片中一个像素的宽度对应的是500公里的实际距离。图片:WJ百科全书

月球的轨道特性

本节中描述的轨迹属性只是近似值。月球绕地球运行的轨道存在许多不规则性(扰动),其研究(月球理论)由来已久。

椭圆形轨道

月球的轨道明显呈椭圆形,平均偏心率为0.0549。月球轨道的非圆形形式导致月球在靠近和远离地球上的观测者时角速度和表观大小发生变化。假设观测者相对于地月重心的平均角运动是每天向东13.176度(儒略日2000)。

距离(角度)

月亮的角度被定义为它在任何时候到太阳东边的角距离。在新月中,它与太阳的距离为0度,月球与太阳和地球几乎在一条直线上。满月时,它的距离角是180度。此时,月球与太阳和地球几乎在一条直线上,但地球位于月球和太阳之间。在这两种情况下,月亮都处于向前看的状态,即太阳、月亮和地球几乎在一条直线上。当距离角为90度或270度时,月球处于正方形光照状态(只有约一半的月球被太阳光照射)。

队伍

月球的轨道方向并不总是固定在空,而是随着时间旋转。这种轨道进动,又称近点进动,是由于月球轨道在轨道平面内公转,即椭圆的轴线改变方向。月球的半长轴——轨道的最大直径,分别与它的最近点和最远点,即近地点和远地点相连——每8.85个地球年或3232.6054天完成一次完整的公转,因为它缓慢地沿着与月球本身相同的方向(顺行)公转。月球拱点的岁差不同于其轨道平面交点的岁差和月球自身的轴向岁差(岁差)。

照片:Mosesofmason

照片:Mosesofmason

倾角

月球轨道平面与黄道平面之间的平均倾角为5.145度。理论上的考虑表明,当前相对于黄道面的倾斜是由早期近地轨道的潮汐演化引起的,它相对于地球赤道具有相当恒定的倾斜。它要求这个较早的轨道必须向赤道倾斜大约10度,才能产生当前轨道向黄道倾斜5度的解释。人们认为,这颗小行星最初对赤道的倾角接近于零,但当它落到月球附近的地球上时,倾角可能会增加到10度。如果没有发生这种情况,月亮现在会更靠近黄道,日食会更频繁地发生。

月球的自转轴并不垂直于其轨道平面,所以月球的赤道并不在其轨道平面内,而是向其倾斜约6.688度的恒定值(这是一种轴倾角)。正如雅克·卡西尼(Jacques Cassini)在1722年发现的那样,月球的旋转轴与其轨道平面以相同的速度前进,但它与轨道平面成180度角(见卡西尼定律)。因此,黄道与月球赤道之间的夹角始终为1.543度,即使月球的自转轴相对于恒星并不固定。

轨道交叉点

交点是月球轨道与黄道相交的点。月亮每隔27.2122天穿过同一个轨道交点,这个间隔称为交点月。交点,即两个对应平面的交点,有逆行运动:对地球上的一个观测者来说,沿黄道向西公转,周期为18.60年或19.3549度/年。从天球北方看,其交点绕地球顺时针运动,与地球自身自转方向相反,绕太阳公转。当交点几乎与太阳成一直线时,就可能发生月食,周期约为173.3天。月球轨道的倾角也决定了日食发生的概率。当太阳、地球和月亮在三维空间中几乎在一条直线上空时,当轨道的交点与满月和新月重合时,阴影就会处于交叉状态。

赤道倾斜和月球停顿期

每隔18.6年,月球轨道与地球赤道的夹角就会达到最大值28° 36′,这是地球赤道倾角(23° 27′)与月球轨道对黄道倾角(5° 09′)之和。这就是所谓的月球暂停。大约在这个时候,月亮的赤纬将从28° 36 '变为+28° 36 '。相反,9.3年后,月球轨道与地球赤道的夹角达到最小值18° 20′。这叫做月球暂停。这些交叉点每年向西移动大约19度。太阳每年大约提前20天穿过一个给定的十字路口。

近月和远月的大小比较。图:原上传者是

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