基本暦

太陽系の基本暦は、宇宙空間における太陽系天体のモデルであり、それらの位置と運動がすべて正確に表現されています。これは、それらの位置と運動の予測と観測のための高精度な一次参照となることを目的としており、モデルのさらなる改良の基礎となります。一般的に、太陽系の全期間をカバーすることは意図されておらず、通常は数世紀といった短期間を高精度で表現します。中には、数千年を中程度の精度でカバーする長期暦もあります。

これらはジェット推進研究所によって開発暦として公開されている。最新リリースにはDE430が含まれており、1549年12月21日から2650年1月25日までの惑星と月の暦を高精度でカバーし、現代の期間での一般的な使用を目的としている。DE431は、歴史的な観測や遠方の予測位置に使用するために、13200年8月15日から1719年3月15日までのより長い期間をカバーするために作成されたが、精度は若干低い。DE432は、ニューホライズンズミッションをサポートするために冥王星の重心を改良したDE430のマイナーアップデートとしてリリースされた。[ 1 ]

説明

エフェメリスの計算に用いられる物理法則と数値定数の集合は、自己矛盾がなく、正確に規定されていなければなりません。エフェメリスは、関連するすべての物理的な力と効果に関する最新の知識を反映した、この集合に厳密に従って計算されなければなりません。現在の基本エフェメリスは、通常、発表時点でのすべての数学モデル、計算方法、観測データ、そして観測への調整について正確な説明とともに発表されます。[ 2 ]過去においては、基本エフェメリスは数十年にわたって多くの研究者によって導き出された一連の手法から計算されていたため、必ずしもそうではなかったかもしれません。[ 3 ]

エフェメリスの独立変数は常に時間です。最新のエフェメリスでは、IAUのTCB定義に相当する相対論的座標時間スケールです。[ 3 ]過去には、平均太陽時（地球の不均一な自転が発見される前）とエフェメリス時間（相対論的重力方程式が実装される前）が使用されていました。エフェメリスの残りの部分は、太陽系の天体の運動を記述する数式と初期条件、それらの数式と条件から計算された表形式のデータ、または表形式のデータの凝縮された数学的表現のいずれかで構成されます。

基本暦は、天文、航海、測量士の暦に用いられる見かけの暦、現象、軌道要素を計算する基礎となる。見かけの暦は、地球の表面から見た太陽系天体の位置と動きを示し、天文学者、航海士、測量士が観測を計画したり取得データを整理したりする際に役立つ。もっとも、後者 2 つの仕事の多くはGPS技術に取って代わられたが。現象は、太陽系天体の配置に関連した出来事で、たとえば出入り時刻、満ち欠け、日食、掩蔽などがあり、民生用および科学用として数多く利用されている。軌道要素は、特定の瞬間における天体の運動を記述したもので、高精度が要求されない場合に天体の位置をさらに短期間で計算するために使用される。

歴史

天文学者は、少なくとも18世紀以降、航海を目的として、正確な天文暦の算出を任務としてきました。イギリスでは、チャールズ2世が1675年に王立天文台を設立し[ 4 ] 、 1766年に航海暦（The Nautical Almanac）の発行を開始しました[ 5 ]。フランスでは、経度局（Bureau des Longitudes）が1795年に設立され、[ Connaissance des Temps ]を刊行しました[ 6 ]。これらの出版物の初期の基礎となる天文暦は、天体力学の科学が成熟するにつれて、様々な情報源や著者によって作成されました[ 7 ] 。

19世紀末には、一般摂動の解析手法は手計算で達成できる限界に達しました。ニューカム[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11] [12 ] [ 13 ]とヒル[ 14 ] [ 15 ]による惑星「理論」は、当時の航海暦の基本的な暦を形成しました。太陽、水星、金星、火星については、天文暦の表は1983年までニューカムとロス[ 16 ]の研究に基づいて作成され続けました。フランスでは、ルヴェリエ[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [20] [ 21 ]とガイヨ[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]の研究がコネサンス・デ・タンの基本的な天体暦を形成しました。

20世紀半ばから、初期の計算機を用いて運動方程式の数値積分を行い、天文暦用の基礎暦を作成する作業が始まりました。木星、土星、天王星、海王星、冥王星の暦は、1983年までエッカートら [ 25 ] とクレメンス [ 26 ] の研究に基づいています。天体力学において常に難題であった月の基礎暦は、1980年代初頭まで開発途上でした。これはもともとブラウン[ 27 ]の研究に基づいており、クレメンスら[ 28 ]とエッカートら[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]によって更新と修正が行われました。

1984年から、基本暦の作成方法に革命が起こりました。[ 32 ] 1984年から2002年まで、天文年鑑の基本暦はジェット推進研究所（JPL）のDE200/LE200でした。これは、太陽、月、惑星の最新の位置と速度の観測に適合した、数値的に完全に統合された暦です。2003年以降（2012年2月現在）、JPLのDE405/LE405 （国際天体基準系を参照する統合暦）が使用されています。[ 3 ]フランスでは、経度局が1984年に機械生成の半解析理論VSOP82の使用を開始し、[ 33 ]その研究は1998年の天文機械・天体暦計算研究所の設立とINPOP [ 34 ] [ 35 ]シリーズの数値天体暦の設立に引き継がれました。DE405/LE405は2008年にDE421/LE421に置き換えられました。[ 36 ]

参照

参考文献と注釈

  1. ^フォークナー (2014 年 4 月 30 日)。「JPLメモIOM 392R-14-003」（PDF）。
  2. ^例えば、 Standish (1998) 「JPL Planetary and Lunar Ephemerides DE405/LE405」(PDF)を参照。2012年2月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。; Fienga; et al. (2010). 「INPOP10a」(PDF) .; Pitjeva (2004). 「高精度惑星暦 - EPMといくつかの天文定数の決定」(PDF) . 2008年10月31日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
  3. ^ a b c Standish and Williams (2010). 「第8章：太陽、月、惑星の軌道暦」（PDF） . 2020年8月10日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。未発表（2012年2月）の解説補足版からの1章（出典を参照）
  4. ^ 「グリニッジ王立天文台の歴史」 2015年9月14日。
  5. ^ 「航海年鑑の歴史」 。 2009年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年2月10日閲覧。
  6. ^ 「IMCCEの歴史」。2012年2月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年2月10日閲覧。
  7. ^航海暦の初期の基本暦の出典の詳細なリストについては、 『Explanatory Supplement』（1961年）第7章または『Explanatory Supplement』 （1992年）第13章を参照してください。（出典を参照）
  8. ^ニューカム (1898). 「地球の自転軸上および太陽の周りを回る運動表」 .アメリカ暦・航海暦用天文書類. VI (パートI). 米国政府印刷局, ワシントンD.C.
  9. ^ニューカム (1898)。「水星の地心運動表」。天文学。論文アメリカン・エフェム。 VI、パート II (2): 171。Bibcode : 1898USNAO...6..171N。
  10. ^ニューカム (1898)。「金星の地心運動の表」。天文学。論文アメリカン・エフェム。 VI、パート III: 271。Bibcode : 1898USNAO...6..271N。
  11. ^ Newcomb (1898). 「火星の太陽中心運動の表」 .天文学. アメリカ天文論文集. VI, パートIV (4): 383.書誌コード: 1898USNAO...6..383N .
  12. ^ニューカム (1898)。「天王星の地心運動表」。天文学。論文アメリカン・エフェム。VII : 1. Bibcode : 1898USNAO...7R...1N。
  13. ^ニューカム (1898)。「海王星の地心運動表」。天文学。論文アメリカン・エフェム。VII : 1. Bibcode : 1898USNAO...7Q...1N。
  14. ^ Hill (1898). 「木星の表」 .天文学. アメリカ天文論文集. VII .
  15. ^ Hill (1898). 「土星の表」 .天文学. アメリカ天文論文集. VII .
  16. ^ Ross (1917), New Elements of Mars , Astronom. Papers American Ephem., vol. IX
  17. ^ルベリエ (1858)。「テオリとテーブル・ドゥ・ムーヴメント・アパレント・デュ・ソレイユ」。Annales de l'Observatoire Imperial de Paris (フランス語)。Ⅳ .
  18. ^ルベリエ (1859)。「テオリとテーブル・デュ・ムーヴメント・ド・メルキュール」。Annales de l'Observatoire Imperial de Paris (フランス語)。V.​
  19. ^ルベリエ (1861)。「ヴィーナスのテオリとテーブル」。Annales de l'Observatoire Impérial de Paris、Mémoires (フランス語)。Ⅵ．
  20. ^ルベリエ (1861)。「火星のテオリとテーブル」。Annales de l'Observatoire Impérial de Paris、Mémoires (フランス語)。Ⅵ．
  21. ^ルヴェリエは外惑星に関する独自の理論を展開し、パリ天文年報、Mémoires |volume=X-|volume=XIVに掲載した。
  22. ^ガイヨー (1913)。"Tables Rectifiées du Mouvement de Jupiter"。Annales de l'Observatoire de Paris、Mémoires (フランス語)。XXXI。
  23. ^ガイヨー (1904)。"Tables Rectifiées du Mouvement de Saturne"。Annales de l'Observatoire de Paris、Mémoires (フランス語)。XXIV .
  24. ^ガイヨー (1910)。「天王星と海王星のヌーベル・デ・ムーヴメント」。Annales de l'Observatoire de Paris、Mémoires (フランス語)。XXVIII。
  25. ^エッカート、ブラウワー、クレメンス（1951年）、五つの外惑星の座標1953-2060、天文学論文集、第12巻
  26. ^クレメンス (1954)、「5つの外惑星による4つの内惑星の摂動」、天文学論文集、第13巻
  27. ^ブラウン (1919). 『月の運動表』 . イェール大学出版局, ニューヘイブン, コネチカット州.
  28. ^ Clemence, G. M; Porter, J. G; Sadler, D. H (1952). 「月の暦における行差」 .天文学ジャーナル. 57 : 46–47 . Bibcode : 1952AJ.....57...46C . doi : 10.1086/106703 .
  29. ^ Eckert, W. J; Walker, M. J; Eckert, D (1966). 「月の座標と軌道パラメータの変換」.天文学ジャーナル. 71 : 314–332 . Bibcode : 1966AJ.....71..314E . doi : 10.1086/109923 .
  30. ^ Eckert, W. J; Van Flandern, T. C; Wilkins, G. A (1969). 「月の緯度の評価に関する注記」 .王立天文学会月報. 146 (4): 473– 478. Bibcode : 1969MNRAS.146..473E . doi : 10.1093/mnras/146.4.473 .
  31. ^参照：米国海軍天文台の航海暦局、英国王立グリニッジ天文台の航海暦局（1954年）、改良月暦、米国政府印刷局、ワシントンD.C.。
  32. ^ Newhall, X. X; Standish, E. M; Williams, J. G (1983). 「DE 102 – 44世紀にわたる月と惑星の数値積分天体暦」を参照。天文学と天体物理学. 125 (1): 150.書誌コード: 1983A&A...125..150N .初期のころの新しい手法についての詳しい説明。
  33. ^ブレタニオン、P (1982)。 「飛行機のアンサンブルの理論。ソリューション VSOP82」。天文学と天体物理学(フランス語)。114 : 278。Bibcode : 1982A&A...114..278B。
  34. ^ Fienga; et al. (2006). 「INPOP06. 新しい数値惑星暦」（PDF） .; Fienga; et al. (2008). 「INPOP08、4次元惑星暦」（PDF） .; Fienga; et al. (2010). 「INPOP10a」(PDF) .
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  36. ^ Folkner, William (2014年4月30日). 「JPL Planetary and Lunar Ephemerides」 . 2020年5月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。

出典

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