Země a Slunce
Obratníky
Obratník Raka a obratník Kozoroha označují nejzazší zeměpisné šířky, kde může být Slunce v poledne přímo v zenitu. Jejich poloha vyplývá ze sklonu zemské osy. Jejich názvy pocházejí ze starověké astronomie.
Kde může být Slunce přímo nad hlavou?
Posouvejte jezdec během roku. Žlutý bod označuje zeměpisnou šířku, kde je Slunce v poledne v zenitu. Pohybuje se pouze mezi oběma obratníky.
Schematické zobrazení; velikosti a vzdálenosti nejsou v měřítku.
Co je obratník?
Slunce může být přesně v zenitu v poledne pouze mezi přibližně 23,44° severní a 23,44° jižní šířky. Tyto dvě mezní zeměpisné šířky jsou obratníky. Na severním obratníku dosahuje podsluneční bod své nejsevernější polohy, na jižním obratníku nejjižnější.
Celá oblast mezi nimi se nazývá tropy. Slovo pochází z řeckého τροπή (tropḗ), což znamená „obrat“ nebo „změna směru“. τροπικός (tropikós) znamená přibližně „související s obratem“. Odkazuje na obrácení zdánlivého severojižního pohybu Slunce.
Pouze v této oblasti může Slunce dosáhnout zenitu: jednou ročně přímo na obratníku, dvakrát ročně mezi obratníkem a rovníkem. Na rovníku k tomu dochází přibližně při obou rovnodennostech. Mimo tropy Slunce zenitu nikdy nedosáhne.
Základní veličinou je sluneční deklinace δ. V průběhu roku se pohybuje mezi přibližně +23,44° a −23,44°. Tento rozsah odpovídá sklonu zemské osy vůči kolmici k rovině její oběžné dráhy.
Proč se jmenují Rak a Kozoroh?
Názvy jsou historické. Starověcí astronomové znali souhvězdí podél roční dráhy Slunce. Hvězdy blízko Slunce nejsou za denního světla vidět, proto se jejich poloha určovala nepřímo, například pozorováním za soumraku a při zatměních Měsíce. Při severním slunovratu leželo Slunce v Raku, při jižním v Kozorohu. Oba zeměpisné kruhy převzaly jména těchto souhvězdí.
Slunce před východním zvěrokruhem
Posouvejte datum a zeměpisnou šířku. Přepínač epochy porovnává souhvězdí za Sluncem dnes a přibližně roku 500 př. n. l., takže je přímo vidět účinek precese.
Porovnejte dnešek s obdobím kolem roku 500 př. n. l.: kvůli precesi se při slunovratech za Sluncem nacházela jiná souhvězdí.
Hvězdy přímo za Sluncem samozřejmě ve dne nejsou viditelné. Souhvězdí jsou zobrazena zjednodušeně v relativní poloze vůči Slunci. Historický pohled přibližně zohledňuje precesi od roku 500 př. n. l.; nerekonstruuje vlastní pohyby hvězd ani historické hranice souhvězdí. Během polárního dne nebo noci v daný den Slunce nevychází.
Dnes už slunovraty neleží před stejnými souhvězdími. Důvodem je precese: směr zemské osy se pomalu mění. Jeden úplný cyklus trvá přibližně 26 000 let. Sezónní referenční body se proto posouvají vůči hvězdné obloze, zatímco staré názvy zůstávají.
Zemská osa nemíří navždy přesně stejným směrem. Velmi pomalu opisuje kužel. Slunovraty a rovnodennosti se proto posouvají vůči souhvězdím.
Jak mohli Řekové vědět o jižním obratníku?
Nemuseli cestovat až na 23,44° jižní šířky. V řecké astronomii byla kulová Země zavedeným modelem už v klasickém starověku. Jakmile se změří roční severojižní pohyb Slunce, poloha jižního obratníku vyplývá z geometrie koule.
V zásadě stačí svislá tyč a její stín. Výška Slunce určuje jeho deklinaci. Pokud při zimním slunovratu dosahuje deklinace přibližně −23,44°, musí být toho dne Slunce v zenitu na 23,44° jižní šířky - i když pozorovatel žije daleko na sever.
Mohli vůbec vidět Kozoroha?
Ano. Kozoroh leží na zvěrokruhu a je viditelný ze Středomoří. Když před ním stojí samotné Slunce, denní světlo hvězdy skryje, ale jeho polohu vůči hvězdnému poli lze stále odvodit. Hipparchos k tomu mimo jiné používal zatmění Měsíce: stín Země na Měsíci leží na obloze přesně naproti Slunci.