נקיפת ציר כדור הארץ

נקיפת כדור הארץ, או פרצסיה, היא תנועה איטית שבה כיוונו של ציר הסיבוב משתנה בחלל ביחס לגופים שמימיים אחרים.

ניתן להמחיש זאת באמצעות סביבון: כשהסביבון מסתובב, ראשו נוטה ומתאר חרוט דמיוני. תנועה דומה מתרחשת גם לציר כדור הארץ. התופעה התגלתה על ידי האסטרונום היווני היפרכוס.

הנקיפה נגרמת מכוחות המשיכה של השמש והירח שפועלים על הבועה הרחבה סביב קו המשווה של כדור הארץ. כדור הארץ אינו כדור מושלם; הקוטר המשווני ארוך בכ־44 קילומטרים מהקוטר הקוטבי. משיכה זו יוצרת מומנט סיבוב (Torque) שמשנה לאט את כיוון הציר.

מהירות הנקיפה היא כ־0.01396 מעלות בשנה. מחזור מלא של הנקיפה נמשך כ־25,788 שנים. נטיית הציר ביחס לאנך למישור ההקפה נשארת כמעט קבועה, בערך 23.4 מעלות.

הנקיפה משנה את מיקום קבוצות הכוכבים ביחס לעונות השנה. למשל, לפני כ־2,000 שנה יום השוויון האביבי נקשר בטלה; היום הוא קרוב יותר לדגים. גם זהות כוכב הקוטב משתנה עם הזמן: כיום זה כוכב הצפון (פולאריס), בעוד שבעתיד יהיה זו אלדראמין (בעוד כ־5,500 שנים), דנב (בעוד כ־8,000 שנים) ואז וגה (בעוד כ־12,000 שנים). בעבר הציר הורה לעבר כוכב בקבוצת הדובה הקטנה לפני כ־3,000 שנים, ולפני כ־5,000 שנים לעבר תובאן בדרקון.

בנוסף להשפעה העיקרית, קיימות תנודות קטנות שנקראות נוטציה. הנוטציה היא סדרת תנודות שעליהן בולטת הרכיב הגדול של כ־20 שניות קשת, עם מחזור של כ־18.6 שנים. נוטציה זו נובעת מהשינוי במיקומם היחסי של הירח והשמש ומשפיעה קלות על תדירות הנקיפה ועל נטיית הציר.

נקיפת הציר נובעת מהמבנה הא-מושלם של כדור הארץ ומהכוחות החיצוניים. ההשפעה הגדולה היא על הבורגר המשווני של כדור הארץ, שאותו אפשר לדמות כ"טורוס" (סופגנייה) על קו המשווה. כוחות הכבידה של השמש והירח פועלים בצורה שאינה סימטרית ביחס למישור ההקפה, ולכן נוצר מומנט שמסיט את כיוון הציר. כיוון המומנט נשאר תמיד ניצב לציר הסיבוב ומקביל למישור ההקפה, ולכן הוא משנה את כיוון הציר בלי לשנות באופן משמעותי את זווית הנטייה ביחס למישור (כ־23.4°). השילוב של השפעות השמש והירח יוצר את נקיפת הציר כפי שהיא נמדדת.

נקיפה היא וובּל איטי של ציר כדור הארץ. וובל = שינוי קטן בכיוון הציר.

חשבו על סביבון. ראש הסביבון נוטה ומתנדנד בזמן הסיבוב. ציר כדור הארץ עושה משהו דומה, רק הרבה יותר לאט. התנועה התגלתה על ידי האסטרונום היפרכוס.

זה קורה כי כדור הארץ קצת שטוח בקצוות. קו המשווה ארוך יותר בכ־44 קילומטרים. השמש והירח מושכים את השטח המבלוט הזה. המשיכה יוצרת כוח שמסיט את הציר לאט.

הציר משנה את כיוונו בכ־0.01396 מעלות בשנה. סיבוב מלא לוקח בערך 25,788 שנים. שיפוע הציר נשאר בערך 23.4 מעלות.

הנקיפה משנה אילו קבוצות כוכבים נראות בעונות השנה. היום כוכב הצפון הוא פולאריס. בעתיד זה ישתנה: אלדראמין בעוד כ־5,500 שנים, דנב בעוד כ־8,000 שנים, וגה בעוד כ־12,000 שנים.

הכוח שהשמש והירח מפעילים על הבליטה המשוונית יוצר מומנט. מומנט זה משנה בעדינות את כיוון הציר בלי לשנות את זווית הנטייה הרבה. בנוסף יש תנודות קטנות שנקראות נוטציה. הרעיון הכללי הוא שכוחות חיצוניים על צורה לא מושלמת יוצרים את הוובּל.