冥王星那麼遠,我們看到的是它現在的位置嗎?
先求它繞太陽的位置,再扣除光走到地球所花的時間。
遠處物體的光需要時間才能抵達地球。冥王星的例子很明顯:光程可達幾小時。計算從地球看的方向時,要用它發光時的位置,而地球仍取接收光時的位置。
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先猜一下
光從冥王星到地球要幾個小時,我們看到的會是嚴格同一時刻的冥王星位置嗎?
查看答案與解釋
不會,是更早發出的光 — 需要在發光時刻計算冥王星位置,再與接收時刻的地球位置組合。
再把體驗和科學連結起來
先以太陽為原點求位置
43個週期項計算冥王星的日心黃經、黃緯和距離,參考分點為J2000。
表37.A:Σ(A sin α + B cos α)
再把觀察位置移到地球
加上同一接收時刻的地心太陽向量,就把日心冥王星位置改成地心位置。
地心冥王星 = 日心冥王星 + 地心太陽
讓光程參與迭代
按地心距離估計光行時間,再回到更早的發光時刻重算冥王星;通常很快收斂。
τ = 0.0057755183 Δ 天
別把適用範圍忘掉
這個擬合不能隨意外推到1885–2099以外。輸出是J2000天體測量方向,不是本地仰角或含所有修正的視位置。
適用日期與座標系統必須一起寫明
先用木星、土星、冥王星的基本角构造每个α,分别累加黄经、黄纬、距离的43项修正;再与地心太阳向量相加。光行時τ以日計,不能直接當角度加到位置上。
試一試
先看原書1992-10-13算例,再切換光行時間。這裡的43項只在1885–2099年才有效。
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符號不用背
- L / B / R
- 日心黃經、黃緯與日心距離
- α / δ
- 地心J2000天體測量赤經赤緯
- Δ / τ
- 地心距離與光行時間
- TT / JDE
- 動力學時間與對應連續日數
演算法、精確度與適用範圍
實現表37.A全部43項的日心L/B/R(J2000),再按37.1轉赤道向量,並迭代光程得到地心J2000天體測量座標。太陽接收時刻向量透過solar-coordinates擴充包的第26章計算取得,不用首頁軌道。未加入章動、光行差到視位置、本地視差或現代數值星曆;精度不能超過原書擬合與所用太陽截斷模型。嚴格拒絕1885–2099之外日期。
我的理解檢查
表37.A直接給出的座標原點在哪裡?
太陽中心 — 先算日心位置,再轉換為地心位置。
計入光程時,要把地球也移回同樣早的時刻嗎?
不用,地球取接收時刻 — 觀察者在接收光時位於地球目前的位置。
可以把本章公式直接拿去算西元2500年嗎?
不可以 — 原書明確限定1885–2099年。
遠處天體的位置計算,要同時分辨從哪裡看、用哪套座標,以及光何時出發。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 37 章