Випередження рівнодення

Випередження рівнодення відкрив давньогрецький астроном Гіппарх у II ст. до н.е. Його пояснення (з погляду механіки) вперше дав Ісаак Ньютон 1687 року[1].

Докладну теорію розробили Жан д'Аламбер, П'єр-Симон Лаплас та Леонард Ейлер у XVIII сторіччі[1].

Основною причиною випередження рівнодення є прецесія осі добового обертання Землі[1]. Прецесію поділяють на місячно-сонячну, планетну[1] та геодезичну (зумовлену ефектами загальної теорії відносності). На повільний прецесійний рух накладаються невеликі та швидші нутаційні коливання земної осі[2].

Числові значення прецесії вперше визначив Фрідріх Бессель на початку XIX сторіччя. Потім Їх уточнили Отто Струве та Саймон Ньюком[1]. Місячно-сонячна прецесія зумовлює віковий квазірівномірний рух середнього полюса по малому кругу небесної сфери з повільно-змінним радіусом приблизно рівним ${\displaystyle \epsilon \simeq 23^{\circ }27'}$ навколо полюса екліптики. Приводить до зсуву точки весняного рівнодення вздовж екліптики на 50,39"/рік у напрямку назустріч руху Сонця.

Планетна прецесія спричиняє обертання площини екліптики з кутовою швидкістю ${\displaystyle \pi }$ навколо осі, яка лежить у площині екліптики і має довготу ${\displaystyle \lambda \simeq 174^{\circ }.85}$^{[джерело?]}. Планетна прецесія зсуває точку ${\displaystyle \Upsilon }$ зі швидкістю приблизно на 11" за сторіччя (0,11" на рік) у напрямку руху Сонця, а також зменшує нахил екліптики до екватора приблизно на 47"/сторіччя (у сучасну епоху)[3].

Геодезична прецесія зсуває точку ${\displaystyle \Upsilon }$ на 1,92"/сторіччя^{[джерело?]}.

Місячно-сонячна нутація викликає періодичний зсув точки ${\displaystyle \Upsilon }$ по екліптиці. Головний член цих коливань має амплітуду ${\displaystyle \simeq 17,2''}$ та період 18,6 року. Варіації нахилу екліптики з амплітудою ${\displaystyle \simeq 9''}$ мають період близько дев'яти років. Прямі збурення від планет безпосередньо на обертання Землі й опосередковані збурення (через вплив планет на орбіту Місяця) призводять до появи планетних членів у нутації. Загалом теорія нутації враховує більше сотні періодичних членів[4].

Геодезична нутація має амплітуду ${\displaystyle \lesssim 1.53\cdot 10^{-4}}$arcsec.

Загальним ефектом випередження рівнодення є рух точки ${\displaystyle \Upsilon }$ вздовж екліптики на 50,26"/рік у напрямку назустріч руху Сонця[1][4]. Повний оберт відбувається приблизно за 25,8 тис. років (платонівський рік).

На початку нашої ери точка весняного рівнодення перебувала в сузір'ї Овна. Саме тоді її позначали знаком цього сузір'я — ${\displaystyle \Upsilon }$. Наразі точка весняного рівнодення зсунулася більше ніж на ${\displaystyle 1.8^{h}}$ на захід і перебуває в сузір'ї Риб, однак її позначення збереглося.