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2008 年 11 月 9 日
 

勘探月球 (9): 月球的運行軌道
提供者 : 陳輝樺 (NMNS )

說明 : 所謂的「黃道」是描述著在地球上看到的 太陽運行軌跡 , 因為黃色在中國古代是高貴色彩的代表,具有崇高的地位, 所以用「黃道」來形容 太陽 的運行軌跡是最洽當不過的了。 為了方便解釋 地球繞著太陽公轉 的情形, 我們常以太陽為座標的中心來討論太陽系裡各個 星體的運行軌跡, 因此 地球繞著太陽公轉的運行軌跡似乎會呈現在一個面上 , 我們稱此面為「黃道面」。 相同地,「白道」是描述著在地球上看到的 月球的運行軌跡 , 為了方便解釋 月球 繞著地球公轉的情形, 我們常以 地球 為座標的中心來討論 月球的運行軌跡 , 因此 月球繞著地球公轉的運行軌跡 似乎會呈現在一個面上, 我們稱此面為「 白道面 」。

        左上圖示,除了解說白道面和黃道面有著約 5.14 度的傾斜角度, 還標示出地球自轉軸和黃道有著約 23.44 度的傾斜夾角、月球自轉軸和白道有著約 6.68 度的傾斜夾角, 以及地球的半徑為 6,378 公里、月球的半徑為 1,738 公里,月球質心距離地球平均約為 384,405  公里  (最遠達 405,5000 公里,最近也有 363,3000 公里)。 另加標示出地球和月球的「質量中心」在地球與月球連線、距離地球中心約 4,641 公里處 (尚在地球內部、約地球半徑的 2/3 處), 而地球和月球正是繞著此它們共同的質量中心依循「右手表示」方式 (右手姆指指向北,其餘四根指頭彎曲的方向,表示月球繞行地球公轉的方向) 繞轉。 因此,月球環繞共同的質量中心與環繞地心的橢圓運行軌道相差不大。

        實際上, 平日我們所常說的「地球繞著太陽公轉」, 較正確的認知應該是「地球和月球的共同質量中心繞著太陽公轉」。 但因地球質量約為月球的 81 倍,它們的質量中心約位於地球和月球連線接近地表附近, 所以使我們不自覺地球與太陽的距離是每月周期地變化著。 另外,我們也常誤以為是「月球繞著地球公轉」, 事實上,是該說是「月球繞著地球與月球的共同質量中心繞轉」和「地球繞著地球與月球的共同質量中心繞轉」。 月球在環繞地球與月球的共同質量中心作橢圓運動的同時, 也伴隨地球與月球的共同質量中心圍繞太陽公轉,每年一周。 月球不但處於地球 重力作用 下,同時也受到來自太陽重力的影響, 所以具有十分複雜的軌道運動,如右上圖示。至於,關於月球複雜軌道運動的認知,我們將在往後再進一步詳述。

 

明日主題 : 勘探月球 (10): 日月食象
天文史上的今天 : 1934 年 11 月 9 日,美國天文學家、科普作家卡爾愛德華沙根 (Carl Edward Sagan,1934.11.9. - 1996.12.20.) 出生。他是研究 外太空生物 科學的先驅, 也是 尋找地球外智慧文明 (SETI) 的創始者之一。

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主編 : 陳輝樺                 
                            諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                                         蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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