Sistemas de referência planetária e tempo

Estou pesquisando sobre como os sistemas de coordenadas de objetos de sistemas solares são criados lendo alguns dos relatórios escritos pelo Grupo de Trabalho sobre Coordenadas Cartográficas e Elementos Rotacionais ( por exemplo, 2009 ). No entanto, acho difícil entender completamente o papel do tempo na definição de sistemas de referência.

Ao observar em um planeta da Terra, por exemplo, Júpiter, há uma variedade de fatores que dificultam a construção de um sistema de referência (incluindo superfície sólida e precessão planetária); portanto, usamos a geometria para definir um sistema de referência. No entanto, porque nossa perspectiva é dinâmica, significando mudanças na superfície de Júpiter e movimento do planeta, dizemos que no momento J2000 conhecemos a orientação e a posição precisas da Terra e, portanto, podemos dizer da posição definida em J2000 que este é o sistema de referência de coordenadas para Júpiter.

Então, incorporar tempo ( por exemplo, J2000 ) significa que podemos dizer que um sistema de referência de coordenadas se baseia na situação de um objeto, Júpiter neste exemplo, em um determinado momento?

Veja o Sistema Solar Bariátrico J2000 (referência espacial) e o Tempo Dinâmico Bariátrico (TDB). Juntos, eles são um bom sistema de coordenadas de espaço e tempo. A NASA / JPL tem boas informações e dados sobre eles.

Em termos de tempo, o TDB é redimensionado para que, a partir da Terra, pareça estar próximo ao TT (aproximadamente ~ UTC). O redimensionamento se deve ao fato de estarmos em um poço gravitacional, além de nos movermos a 30 km / s em relação ao baricentro do sistema solar, devido à relatividade. O original não dimensionado é chamado Tempo de Coordenação Baricêntrica (TCB) e difere em ~ 0,5segundos / ano.

Precisamos de um sistema para descrever "onde as coisas estão no céu". Mesmo um olhar superficial no céu descobrirá que "as coisas se movem pelo céu diariamente". Então, em vez de descrever onde algo está diretamente, descreveremos onde ele é relativo às estrelas.

No entanto, algumas das estrelas se movem (devido ao seu movimento real em relação ao sol) e parecem balançar (devido ao movimento da Terra ao redor do sol). Então, vamos considerar os objetos que estão tão longe que qualquer movimento desse tipo é indetectável. Por exemplo, quasares. Outras estrelas distantes também são adequadas, pois não têm um movimento mensurável. Vou chamar essas fontes de "estrelas fixas". O objetivo é descrever um sistema de coordenadas no qual as estrelas fixas não se movem.

Para o nosso sistema de coordenadas, usaremos o plano do equador da Terra no Equinócio de março (escolhido em parte para que o avião passe pelo sol). Declinação é definida como o ângulo relativo a este plano. Ascensão Reta é então o ângulo entre a linha que atravessa a Terra e o Sol e a linha formada projetando o objeto no plano. Para objetos muito distantes, não importa se usamos o Sol ou a Terra como centro, pois o ângulo será o mesmo para qualquer nível razoável de precisão.

No entanto, escolher o equinócio de março dessa maneira causa um problema, porque o plano do equador da Terra está mudando lentamente, e isso significa que a posição relativa a esse plano também mudará lentamente. A RA e o Dec de um quasar mudarão lentamente devido a essa precessão.

A solução para esse problema é definir o sistema de coordenadas em uma data específica "1 de janeiro de 2000". Com esta convenção, podemos atribuir uma posição ao quasar, e isso não muda. Este é um sistema de coordenadas que pode descrever a posição de qualquer objeto em relação às estrelas fixas.

Agora podemos definir a posição de qualquer objeto nas mesmas coordenadas. Para estrelas próximas, podemos descrever seu movimento aparente e adequado em relação a esse sistema de coordenadas. Para planetas, a posição em relação às estrelas fixas varia de dia para dia, devido ao movimento relativo dos planetas. Também depende da localização do observador. Para que eu possa falar sobre a localização de Júpiter à meia-noite de 28 de junho de 2018, de Perth, WA, usando as coordenadas J2000.0.

O 2000.0 define exatamente qual sistema de coordenadas fixo estamos usando. Mas, para descrever a localização de Júpiter no céu, também precisamos usar um horário de observação, data e local.