很多人认为,太阳每天的运动轨迹都是一样的,其实不然。倘若每天在固定的时间点记录下太阳的位置,通过一年的观察记录后会发现,太阳的位置并非是固定不变的,而是存在着微小的变化,只是很难被我们发现。
更令人惊奇的是,太阳一年时间内的移动轨迹是呈“8”字型的。当太阳在天空中南北两端偏离最远的时候,即是它出现在这个“8”字曲线上下两个顶点的时刻,分别对应每年的夏至日和冬至日。太阳的这种移动轨迹被称为“日行迹”,即以地球作为观测点,一年中太阳在天空中的移动轨迹。只要在固定时间、方位、角度拍摄记录太阳一年,就能得出太阳的“8”字型路径。不同的记录时间点所得到的轨迹图也不一样,早、晚拍摄记录得出的“8”字是平躺的,中午拍摄记录得到的“8”字是直立的。
其实,这种“8”字轨迹并不是由太阳决定的,而是由地球决定的,是因为地球在绕太阳公转的同时,其本身也在自转,而其自转轴存在着一定的倾斜。
地球的公转轨道并非是完美的圆形。一年中,地球和太阳的距离时近时远,地球的公转速度也随之时快时慢,最快的时间点在每年的1月4日左右,最慢的时间点在7月4日左右。太阳也并非在每天的正午时分都正好处于正南方向,有时会提前,有时会落后,最大时间差为17分钟。这一点也决定了“8”字的宽窄。地球除了公转之外还有自转,其自转相对于公转轨迹来说存在着23.5°的倾斜角度,所以正午时分太阳的位置也会在南北方向上移动,这一点也决定了“8”字的长短。
白天能观察到太阳的“8”字轨迹,那么晚上是否也能观察到月亮的“8”字轨迹呢?与地球的公转轨道相同,月球的公转轨道也不是正圆形的,而是椭圆形。平均下来,月亮出现在天空中同一位置时对应的时间点相差大约51分钟。也就是说,每天比前一天延迟51分钟左右记录月亮的位置,即可得到一个类似的“8”字轨迹图。
(姚旺)
知识拓展: 太阳是位于太阳系中心的恒星,它几乎是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体。太阳直径大约是1392000(1.392×106)千米,相当于地球直径的109倍;体积大约是地球的130万倍;其质量大约是2×1030千克(地球的330000倍)。采用核聚变的方式向太空释放光和热。