Сонячна доба
Сонячна доба— проміжок часу, за який небесне тіло здійснює 1 поворот навколо своєї осі щодо центру Сонця. [уточнити]
Суворіше це проміжок часу між двома однойменними (верхніми або нижніми) кульмінаціями (проходженнями через меридіан) центру Сонця в цій точці Землі (або іншого небесного тіла).
Зміст
Коливання тривалості сонячної доби
Через еліптичність земної орбіти лінійна швидкість руху та кутова швидкість обертання Землі навколо Сонця змінюється протягом року. Найповільніше Земля рухається орбітою, перебуваючи в афелії — найвіддаленішої від Сонця точці орбіти, найшвидше — перебуваючи в перигелії. Це є суттєвою причиною зміни тривалості сонячної доби протягом року. А нахил земної осі призводить до руху Сонця небесною сферою вгору і вниз від екватора протягом року. При цьому пряме сходження Сонця поблизу рівнодення змінюється повільніше (оскільки Сонце рухається під кутом до екватора), ніж під час сонцестоянь, коли воно рухається паралельно екватору.
Вклад еліптичності орбіти в коливання тривалості сонячної доби можна описати синусоїдою з амплітудою +7,931 секунди в перигелії та −7,92 секунди в афелії з періодом в 1 рік. Є й інші періодичні ефекти, що роблять внесок у довжину сонячної доби і залежать від часу, але вони невеликі (обурення від Місяця та планет тощо).
Середня сонячна доба
Щоб не враховувати цю змінність у повсякденному житті, використовуютьсередню сонячну добу, прив'язану до так званогосереднього Сонця— умовної точки, що рухається рівномірно небесним екватором (а не екліптикою, як реальне Сонце ) і збігається з центром Сонця в моментвесняного рівнодення. Період звернення середнього Сонця небесною сферою дорівнює тропічному року.
Середня сонячна доба не піддаєтьсяперіодичнимзмін, як справжня сонячна доба, але їх тривалість монотонно змінюється у зв'язку зі зміною періоду осьового обертання Землі та (у меншій мірі) зі зміною тривалості тропічного року, збільшуючись приблизно на 0,0017 секунди у сторіччя. Так, тривалість середньої сонячної доби на початку 2000 року дорівнювала 86400,002 секунди. Слід зазначити, що тут як одиниця виміру зазначена саме секунда СІ, визначена з використанням внутрішньоатомного періодичного процесу, а не середня сонячна секунда, яка за визначенням дорівнює 1/86 400 частини середньої сонячної доби і, отже, також не є постійною.
Введення поправок
Хоча середня сонячна доба не є, строго кажучи, незмінною одиницею часу, але повсякденне життя людей пов'язане саме з нею. У зв'язку з накопиченням поправки до тривалості доби в середньому сонячному часі по відношенню до рівномірного атомного часу іноді доводиться додавати до атомної шкали UTC так звану високосну секунду, щоб відновити прив'язку цієї шкали до сонячної шкали часу UT. Теоретично можливе і віднімання високосної секунди, оскільки обертання Землі у принципі має постійно сповільнюватися.
Середня сонячна доба на Місяці дорівнює середньому синодичному місяцю (середньому проміжку між двома однаковими фазами Місяця, наприклад, повнолуннями) - 29 діб 12 годин 44 хвилини 2,82 секунди. Справжня сонячна доба може відхилятися від середньої на 13 годин в обидві сторони, що пов'язано як з нерівномірністю руху Землі по орбіті, так і з нахилом орбіти Місяця до екліптики, з еліптичності її орбіти із нахилом осі обертання Місяця до площини орбіти (див. також Лібрація).
Інші супутники планет
Як і у випадку Місяця, більшість супутників планет у Сонячній системі внаслідок припливного резонансу мають орбітальний період, що дорівнює періоду осьового обертання. Таким чином, для цих супутників середня сонячна доба близька до періоду обертання навколо планети. Винятками є зовнішні супутники планет-гігантів (наприклад, Феба), а також Гіперіон, який обертається навколо своєї осі хаотично.
На газових гігантах, які не мають твердої поверхні, сонячна доба залежить від широти — атмосфера обертається з різними швидкостями на різних широтах.
Меркурій обходить навколо Сонця за 87,97 дня, а навколо своєї осі робить повний оберт за 58,65 дня (ці періоди відносяться як 3:2). Середній проміжок часу між двома верхніми кульмінаціями Сонця на цій планеті дорівнює 176 дням, що дорівнює двом її рокам. Цікаво, що коли він знаходиться поблизу перигелію, Сонце для спостерігача на поверхні планети може протягом 8 днів рухатись у зворотному напрямку, тому, строго кажучи, прив'язка визначення сонячної доби до кульмінації в цьому випадку не цілком коректна.
На Венері, чий сидеричний період обертання навколо своєї осі дорівнює 243 дням - більше, ніж орбітальний період (224,7 дня), середня сонячна доба дорівнює приблизно 116,7 дня (через обертання у зворотний бік).
На Марсі середня сонячна доба лише трохи більша, ніж земна. Вони дорівнюють 24 год 39 хв 35,244 с.
На Юпітері доба дорівнює 9 годин 55 хвилин 40 секунд, на Сатурні 10 годин 34 хвилин 13 секунд. Доба на Урані дорівнює 17 годин 14 хвилин 24 секунд, а на Нептуні 15 годин 57 хвилин 59 секунд.
У Плутона через його крайню віддаленість від Сонця (і,отже, трохи кутової орбітальної швидкості) середня сонячна доба практично дорівнює періоду обертання: 6 днів 9 годин 17 хвилин 36 секунд.