Сидерический период

Сидери́ческий пери́од обраще́ния (от Шаблон:Lang-la «звезда»; род. падеж Шаблон:Lang-la2) — промежуток времени, в течение которого какое-либо небесное тело-спутник совершает вокруг главного тела полный оборот относительно удалённых звёзд. Понятие «сидерический период обращения» применяется к обращающимся вокруг Земли телам — Луне (сидерический месяц) и искусственным спутникам, — а также к обращающимся вокруг Солнца планетам, кометам и др.

Сидерический период также называют годом — например, меркурианский год, юпитерианский год и т. п. При этом не следует забывать, что термин год может относиться к разным промежуткам времени. Так, не следует путать земной сидерический год (время одного оборота Земли вокруг Солнца) и год тропический (время, за которое происходит смена всех времён года): тропический год короче сидерического примерно на 20 минут (эта разница обусловлена, главным образом, прецессией земной оси).

Связь со средней долготой

В теориях движения планет и других тел Солнечной системы с сидерическим периодом соотносится средняя гелиоцентрическая долгота тела $\lambda$, которая обычно выражается в виде ряда по степеням времени:

$\lambda (t)={\lambda }_0+{\lambda }_{1}t+{\lambda }_2{t}^2+{\lambda }_3{t}^3+\dots$

Время, как правило, выражается в юлианских столетиях или тысячелетиях (юлианское столетие равно Шаблон:Nobr, тысячелетие — Шаблон:Nobr). Например, для Земли (точнее, для барицентра системы Земля-Луна)

$\lambda (t)$ = Шаблон:S + Шаблон:S · $t$ − Шаблон:S · $t^2$ − Шаблон:S · $t^3$ + …,

где время $t$ выражено в юлианских тысячелетиях и отсчитывается от эпохи J2000.0 (гринвичский полдень 1 января 2000 года).

Сидерический период по определению равен времени, за которое долгота увеличивается на 360°. Отсюда

$T_{\text{сид.}}=\frac{360^{\circ }}{\dot{\lambda }},$

где $\dot{\lambda }=\frac{\partial \lambda }{\partial t}={\lambda }_1+2{\lambda }_{2}t+3{\lambda }_3{t}^2+\dots$ Таким образом, для малых $t$ сидерический период обратно пропорционален коэффициенту ${\lambda }_1$, который фактически представляет собой среднюю угловую скорость тела на гелиоцентрической орбите:

$T_{\text{сид.}}\approx \frac{360^{\circ }}{{\lambda }_1}$ при $t\to 0.$

Сидерические периоды тел Солнечной системы

В таблицу включены сидерические периоды для всех планет, а также для Луны (период обращения вокруг Земли), астероидов главного пояса, карликовых планет и Седны. Под сутками в таблице подразумеваются сутки СИ (юлианские сутки), равные точно Шаблон:Nobr СИ, поскольку действительный период осевого вращения Земли относительно среднего Солнца (средние солнечные сутки) слегка отличается от этого значения и не постоянен (на 2000 год солнечные сутки отличались от юлианских на 0,002 секунды).

Планета	Сидерический период
Меркурий	87,97 суток
Венера	224,7 суток
Земля	Шаблон:Nobr, или Шаблон:Nobr, или Шаблон:Nobr (1 сидерический год)
Луна (вокруг Земли)	27,322 суток
Марс	686,98 суток (1,88 года)
Пояс астероидов (в среднем)	4,6 года
Юпитер	11,86 года
Сатурн	29,46 года
Уран	84,02 года
Нептун	164,78 года
Плутон	248,09 года
Хаумеа	285 лет
Макемаке	309,88 года
Эрида	557 лет
Седна	12 059 лет

Возмущения

Продолжительность среднего сидерического периода обращения постепенно изменяется со временем из-за гравитационных и негравитационных взаимодействий с другими телами. Однако эти изменения очень малы. Так, на эпоху J2000.0 средний сидерический период обращения Земли увеличивался примерно на 100 мкс в год (это значение может быть вычислено как $\frac{\partial T_{\text{сид.}}}{\partial t}\approx -360^{\circ }\cdot \frac{2{\lambda }_2}{{\lambda }_1^2}$). Следует отметить, однако, что периодические возмущения со стороны других тел Солнечной системы, в основном Юпитера и Сатурна, накладываясь на среднее движение тела, значительно сильнее изменяют действительное время обращения по орбите, которое колеблется с небольшой амплитудой вокруг среднего значения (при этом средний сидерический период, как было сказано выше, подвергается монотонным вековым изменениям). Так, средняя долгота барицентра системы Земля-Луна возмущается периодическими колебаниями с амплитудой 7′′ (период Шаблон:Nobr), 4′′ (период Шаблон:Nobr) и рядом других. Отклонение в 4′′ эквивалентно расстоянию в Шаблон:Nobr вдоль орбиты Земли, это расстояние Земля проходит за Шаблон:Nobr — таков характерный разброс действительного значения около среднего значения сидерического периода обращения Земли.

См. также

• Период вращения
• Синодический период