토성의 고리는 넓을 때도 있고 얇을 때도 있습니다. 정말 얇아지고 있는 걸까요?
다른 각도에서 보면 동일한 평평한 원이 넓은 타원에서 얇은 선으로 변경됩니다.
지구에서 토성을 보면 우리의 시선과 고리면 사이의 각도가 변합니다. 사진이 좁아진다고 해서 반지 자체가 줄어들지는 않습니다. 지구의 방향과 태양의 방향을 분리하면 어느 쪽이 보이는지 설명할 수 있습니다.
먼저 추측해 보세요
사진에서 토성의 고리가 더 얇아 보이는데, 그러면 실제 고리가 갑자기 좁아졌다는 뜻인가요?
정답과 설명 보기
반드시 그런 것은 아니지만 보는 방향에 따라 투영도 변경됩니다. — 평면 링은 다양한 경사각에서 볼 때 단축 및 장축 비율이 다릅니다.
그렇다면 경험과 과학을 연결하세요
먼저 그것이 평면 링의 투영인지 확인하십시오.
정면에서 보면 원형처럼 보이지만 대각선으로 보면 타원처럼 보입니다. 옆에서 보면 굉장히 좁아 보인다.
장축에 대한 단축 비율 = |sin B|
지구와 태양은 어디에 서 있나요?
B는 지구의 방향을 나타내고 B'는 태양의 방향을 나타냅니다. 그것들은 항상 같은 표시를 가지는 것은 아니며, 우리가 보는 쪽이 항상 완전히 조명된 쪽이라고 간주될 수는 없습니다.
B와 B'를 각각 구하세요.
거리는 또한 이미지의 모서리 크기를 제어합니다.
고리가 열리는 각도가 동일하더라도 토성이 지구로부터의 거리를 변경함에 따라 하늘에 있는 고리의 전체 각도 크기가 달라집니다.
a = 375.35″ / Δ
마지막으로 전체 이미지를 하늘 방향으로 돌립니다.
P는 천구의 북쪽을 기준으로 한 극의 기울기를 나타냅니다. 그림의 링 대 샤프트 비율과 회전 각도는 모두 동시에 계산됩니다.
날짜 위치 + 빛의 이동 시간 + 빛의 이동 시간 + 뉴테이션
계산 과정 펼치기
a초 = 375.35/ΔAU b초 = a초 × |sin B| 短长轴比 = b/a = |sin B|
a와 b는 외륜의 장축과 단축의 각직경이다. B는 토러스에 대한 지구 방향의 위도이며, 태양의 방향은 B'와 별도로 계산됩니다. 위는 투영 및 스케일 체인이며 방향 B 자체도 이 강의의 위치 알고리즘에 따라 달라집니다.
한번 시도해 보세요
원본 책의 1992년 계산 예를 2000년 날짜와 비교해 보세요. 단축과 장축의 비율은 패턴을 수동으로 평탄화하는 것이 아니라 개방 각도를 관찰하는 데서 비롯됩니다.
한번보세요 →
기호를 외울 필요가 없습니다
- B / B′
- 고리 평면 위의 지구/태양 위도
- a / b
- 링 돌출 외부 가장자리의 장축/단축의 각도 직경(초 단위)
- P
- 토성의 북극 위치 각도
- ΔU
- 고리면에서 지구와 태양의 방향 사이의 경도 차이
알고리즘, 정확성 및 적용 범위
45장 구현: 고리 평면 경사 및 교차점, 다중 광 시간 반복, 날짜 FK5 지구/토성 황도 위치, B/B′, 외부 투영 축 a=375.35″/Δ 및 b=a|sinB|, ΔU 및 자오선 광 이동 차이/회전 보정 P. 위치는 원본 책 잘림 VSOP87에서 가져온 것이며 FK5 경도/위도 보정은 다음과 같은 순서입니다. AA+; 허용오차는 태양 평균 황도각 길이 차이와 일치합니다. 원본 책 45.a는 1992-12-16입니다. UT, TD에 59초를 추가합니다. 링 폭, 슬릿, 토성 색상은 참고용이며 외부 가장자리 축 비율과 방향은 실제 계산에 따라 결정됩니다. 고리 입자, 그림자 세부 사항 또는 모든 사라지는 순간은 공식에 따라 직접 결정되지 않습니다. B와 B'의 부호가 다를 경우 어두운 표면 상황을 지적할 수 있으며 잘못된 정확한 광도가 주어지지 않습니다.
내 이해 확인
B와 B'는 각각 무엇을 설명하는가?
지구 방향과 태양 방향 — 둘 다 링 평면을 참조하지만 관점이 다릅니다.
B가 0°에 가까울 때 투영된 단축은 어떻게 되나요?
0에 가까움 — b=a|sinB|。
여기에 그려진 링 슬릿과 링 입자는 완전한 물리적 시뮬레이션입니까?
아니요 — 계산은 전체 관측 기하학을 기반으로 하며 고리의 너비와 모양은 단지 참고용일 뿐입니다.
표시되는 링의 너비는 보는 각도와 거리에 따라 달라집니다. 태양이 어느 쪽에서 빛나는지를 고려하면 빛과 어둠을 설명할 수 있습니다.
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 아니요. 45 장