נקיפת ציר כדור הארץ
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
נקיפת ציר כדור הארץ, או פרצסיה (precession) – (נקראת גם - התנועה השלישית של כדור הארץ) היא מושג אסטרונומי הבא לתאר את ההטיה בכיוונו של ציר כדור הארץ ביחס לגרמי השמים, הנוצרת כתוצאה מתנועת הסיבוב שלו סביב עצמו.
קל להבין את מושג הנקיפה או פרצסיה באמצעות התבוננות בסביבון. כל סביבון משנה בשעת סיבובו סביב צירו גם את הכיוון אליו נוטה ראשו, ובעשותו זאת הוא מצייר מעין חרוט דמיוני. תנועה זו נקראת פרצסיה, או בעברית נקיפה.
מנגנון דומה, אך לא זהה (ראו הסבר בהמשך המאמר) גורם לנקיפת ציר כדור הארץ. הנקיפה נגרמת כתוצאה מכוחות המשיכה של השמש והירח, מכך שכדור הארץ אליפטי מעט, ומכך שהוא נוטה על צידו. כדור הארץ מבצע תנועת נקיפה בשיעור של 0.01396 מעלות בשנה, והוא משלים מחזור שלם כל 25,800 שנים.
בזמן ההקפה, רק נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס למישור המילקה נשארת קבועה, 23.4 מעלות בערך. כל שאר הקואורדינטות משתנות. כנראה שכבר במאה השנייה לפני הספירה גילה האסטרונום היווני היפרכוס (Hipparchus) את מחזור הנקיפה, ואף הצליח לחשבו בדיוק כמעט מרבי. מכיוון שהנקיפה גורת לשינוי מיקום קבוצות הכוכבים ביחס לעונות השנה, אם לפני 4000 שנה חל יום שוויון האביב כשהשמש בראש קבוצת טלה, הרי שהיום ביום שוויון האביב נמצאת השמש בראש קבוצת דגים, ובעוד 600 שנה בשל הנקיפה תהיה השמש באותו יום בראש קבוצת דלי. כמו כן השתנתה בשל הנקיפה זהות הכוכב הקרוב ביותר לציר כדור הארץ. כיום משמש בתפקיד זה כוכב הצפון, בעוד בעתיד יהיה הכוכב שעליו יורה ציר כדור הארץ הכוכב וגה שבקבוצת נבל, ובעבר שימש בתפקיד כוכב הספנים הכוכב תובאן שבקבוצת דרקון.
בשל הנקיפה אין המזל הקרוי על שם קבוצת הכוכבים העולה ברקיע ביום ההולדת זהה לקבוצת הכוכבים שעולה בפועל באותו היום. למעשה מי שנולד בימינו במזל שור יצא החוצה ביום הולדתו ויביט מעלה, הוא ימצא את מזל טלה בשמי הלילה.
[עריכה] הסבר פיזיקלי
נקיפת הציר נגרמת כתוצאה מכך שכדור הארץ אינו כדור מושלם. מכיוון שכדור הארץ סובב סביב צירו, הקוטר בקו המשווה ארוך יותר בכ 44 קילומטרים מהקוטר שעובר דרך הקטבים. אם כדור הארץ היה כדור מושלם, לא הייתה נקיפה כלל.
לשם ההסבר, נדמה כי כדור הארץ הוא כדור מושלם, שעל קו המשווה שלו מודבקת "סופגנייה" (טורוס). בציור (מומלץ לראות ברזולוציה מלאה) מתוארת הסופגנייה בכחול, והכוחות הגרביטציונים הפועלים עלייה בנקודות הקיצון מסומים בחצים ירוקים. מכיוון שכדור הארץ נוטה על צידו, הנקודות המסומנות לא נמצאות על מישור התנועה של כדור הארץ סביב השמש. מצד שני, כוחות אלה מכוונים אל מרכז השמש, ולכן יש להם בהכרח רכיב הניצב למישור התנועה (מסומן בתכלת). רכיבים אלה מפעילים מומנט סיבוב על כדור הארץ (מסומן בכתום), שגורם לציר הסיבוב (סגול) לשנות מעט את כיוונו (צהוב).
בנוסף, קיים מומנט הנגרם מדעיכת שדה הכבידה עם המרחק. קל לראות זאת באיור בנקודה הימנית ביותר ובנקודה השמאלית ביותר. בנקודות אלה החלק הפנימי של הטורוס קרוב יותר לשמש, ולכן נמשך בכוח גדול יותר. הפרש זה יוצר מומנט באותו הכיוון. יש לציין כי מומנט זה היה נותר גם אם הכוחות היו מקבילים.
ניתן לראות כי לאורך כל ההקפה האפקט הוא לאותו כיוון, ולא מתבטל. בנוסף, כיוון המומנט תמיד ניצב לציר סיבוב כדור הארץ ומקביל למישור המילקה, ולכן לא משנה את זווית נטיית הציר מהמישור (כ 23.4°).
ההסבר ניתן לגבי תנועת כדור הארץ סביב השמש, אך הוא תקף לכל גוף המקיף את כדור הארץ במישור הקרוב למישור קו המשווה, ובפרט לירח. שילוב השפעת הירח והשמש נותן את נקיפת ציר כדור הארץ.
בנוסף, כיוון שמיקומם היחסי של הירח והשמש משתנה, נוצרות תנודות קטנות בתדירות הפרסציה ובנטיית הציר. תנודות אלה נקראות נוטציה. הנוטציה מורכבת ממספר תנועות, כשהגדולה בהן היא מסדר גודל של 20 שניות מעלה, ובעלת זמן מחזור של 18.6 שנים.
