Analemma Uitgelegd: Hoe Je Het Makkelijk Maakt
Die verbluffende foto's van de Zon die vreemde bochten in de lucht maakt, zijn niet snel gedaan - het duurt een heel jaar! In dit artikel vertellen we je hoe deze bochten werken en hoe je je eigen analemma kunt maken met slechts een paar tikken.
Inhoud
- Wat is een analemma?
- Hoe maak je je eigen analemma
- Wat is de betekenis van analemma?
- Waarom is de analemma een achtvorm?
- Hoe zag de analemma er in het verleden uit?
- Hoe ziet de analemma eruit op andere planeten?
- Conclusie
Wat is een analemma?
Een analemma is de gesloten curve die lijkt op een uitgerekte figuur acht die de Zon in de lucht maakt over een jaar, als je elke dag op dezelfde tijd de positie ervan vastlegt vanaf een vaste plek. In de astronomie wordt de term "analemma" gebruikt met betrekking tot de Zon, maar de achtvormige bochten van de Maan worden ook vaak analemma's genoemd, hoewel ze een beetje anders worden gemaakt.
Een foto van een analemma maken staat bekend als een van de moeilijkste en meest tijdrovende dingen in astrofotografie! Je moet een camera op één plek zetten en het hele jaar door meerdere keren de Zon fotograferen, altijd op exact dezelfde tijd van de dag. Dan moet je al deze foto's over elkaar leggen om het uiteindelijke resultaat te krijgen. Trouwens, het uiterlijk van analemma's hangt af van meerdere factoren die we verder zullen bespreken.
Analemma van het Noordelijk Halfrond vs. Zuidelijk Halfrond
Laten we het hebben over hoe het analemma eruitziet op verschillende plaatsen op de Aarde; stel dat we een analemma maken rond zonne-middag, wanneer de Zon op zijn hoogste punt in de lucht staat.
Analemma's vastgelegd op het Noordelijk Halfrond verschijnen als een figuur acht met een kleinere lus aan de bovenkant. Als we een analemma zouden vastleggen op de Noordpool, zouden we alleen de bovenste helft van een rechtopstaande figuur acht zien.
Op het Zuidelijk Halfrond bevindt de kleinere lus zich onder de grotere. Op de Zuidpool zou alleen de bovenste helft (de grotere lus) zichtbaar zijn boven de horizon.
Onthoud dat de Zon het hoogst is in het analemma in de zomer (juni op het Noordelijk Halfrond, december op het Zuidelijk Halfrond) en het laagst in de winter. De tussentijdse momenten vormen de rest van het patroon. Om een rechtopstaande figuur acht te vangen, maak je een analemma rond zonne-middag. Om een gekanteld analemma te vangen, kies je de tijd voor of na het bereiken van de zonne-middag door de Zon.
Hoe maak je je eigen analemma
Er zijn twee manieren om zelf een analemma te maken: de moeilijke manier en de gemakkelijke manier. We kiezen hier voor de gemakkelijke route, maar als je avontuurlijk bent ingesteld, vind je alle lastige stappen op Instructables.com. Zo kun je in slechts een minuut een analemma maken voor elke locatie:
- Open de gratis app Sky Tonight (download het hier als je het nog niet hebt);
- Zoek de Zon op de hemelkaart en tik erop;
- Druk op het kleine camera-icoontje dat onderaan verschijnt;
- Voilà, je hebt een zonne-analemma!
- Leg het analemma over de afbeelding van je camera door twee keer op het grote blauwe ronde icoon te tikken.
Je kunt het uiterlijk van het analemma aanpassen met behulp van het paneel onderaan. Vier van de vijf onderste iconen regelen de datumweergave, zichtbaarheid onder de horizon, patroondichtheid en lijnweergave. Het eerste icoon in de rij schakelt tussen verschillende curvetypes.
Hoe maak je bochten voor de Maan en andere hemellichamen
Het plezier houdt daar niet op. De app "Sky Tonight" stelt je in staat om coole bochten te maken voor andere hemellichamen, zoals de Maan, planeten, dwergplaneten (behalve Pluto), asteroïden en kometen!
De achtvormige bochten van de maan zijn bijzonder interessant. Ze lijken op de analemma, maar om ze te creëren, markeer je de positie van de Maan met een kleine vertraging — elke 24 uur en 51 minuten in plaats van de gebruikelijke 24 uur. Dit vertegenwoordigt de tijd die nodig is voor de Maan om terug te keren naar dezelfde positie aan de hemel. De volledige bocht bestrijkt de duur van een maanmaand.
Om bochten te maken voor andere objecten, volg je dezelfde stappen, zoals voor de Zon. Je kunt ook de instellingen wijzigen met behulp van de pictogrammen onderaan het uitvouwbare paneel.
Wat is de betekenis van analemma?
Er is een schijnbare zonnetijd, die gedurende het jaar varieert vanwege de manier waarop de aarde om de zon draait. Er is ook een gemiddelde zonnetijd — een consistente tijd die door de meeste klokken en horloges wordt bijgehouden en die zou worden gemeten door observatie als de zon het hele jaar door met een uniforme schijnbare snelheid zou reizen. Het verschil tussen de schijnbare zonnetijd en de gemiddelde zonnetijd staat bekend als de tijdsvergelijking. Een analemma, elke dag op dezelfde gemiddelde zonnetijd vastgelegd, is in wezen een diagram van de tijdsvergelijking.
De aarde heeft een licht elliptische baan en wanneer deze dichter bij de zon is (rond januari elk jaar), beweegt het sneller vanwege de zwaartekrachtkrachten. Ook is de as van de aarde gekanteld: het noordelijk halfrond van onze planeet is van maart tot september naar de zon gekanteld, terwijl het zuidelijk halfrond van september tot maart naar de zon is gekanteld.
De gecombineerde effecten van de elliptische baan en de kanteling resulteren in dat de lengte van elke zonnedag iets anders is dan de vorige dag. Dit is waarom de schijnbare zonnetijd gedurende het jaar varieert. Bijvoorbeeld, in november kan de schijnbare zonnetijd 16 minuten voorlopen op de gemiddelde zonnetijd, in februari is het 14 minuten achter, en in april en september kruisen de twee tijden elkaar, doorgaand in een eindeloze cyclus.
Waarom is de analemma een achtvorm?
De analemma verschijnt als een licht verlengde achtvorm vanwege de axiale kanteling van de aarde en elliptische baan. Hier is hoe het werkt.
De basisachtvorm van de analemma komt voornamelijk van de kanteling van de aardas. Door de kanteling lijkt de aarde, vanuit het perspectief van de zon, te wiebelen tijdens het draaien om de zon. En vanwege deze wiebelen, gezien vanaf een vaste positie op de aarde, lijkt de zon het achtvormige patroon in de hemel van de aarde te maken. Zonder de axiale kanteling zou de analemma ovaalvormig zijn. Op de evenaar zou het een rechte lijn van west naar oost zijn.
De asymmetrie van de analemma is te wijten aan de elliptische baan van de aarde. Als de baan van de aarde cirkelvormig was, zouden de bovenste en onderste lussen van de analemma identiek zijn.
Op verschillende tijden van het jaar beweegt de aarde dichter bij en verder weg van de zon. In de buurt van het dichtstbijzijnde punt bij de zon (perihelium in januari), versnelt onze planeet, dus de zon tekent een grotere lus in onze hemel. Als je analemma's vastgelegd vanuit verschillende locaties bekijkt, zie je dat het analemma-patroon minder dicht en breder wordt overal rond januari.
De aarde draait eens om haar as in ongeveer 23 uur en 56 minuten (dit wordt een siderische dag genoemd). Maar het duurt ongeveer 4 minuten langer voor de zon om terug te keren naar hetzelfde punt in de hemel of lokale meridiaan (dit wordt een zonnedag genoemd).
Op twee opeenvolgende dagen moet onze planeet een beetje extra draaien op haar as om de zon terug te brengen naar dezelfde plaats. Tijdens een enkele siderische dag draait de aarde 360°, en om de zonnedag te voltooien, moet het 1° meer draaien (voor een totaal van 361°). En naarmate de snelheid van de baan van de aarde verandert, verandert ook de extra hoek die de aarde moet draaien om de zon weer over de meridiaan te brengen.
In de buurt van het perihelium versnelt de aarde en moet het een beetje meer draaien. Daarom duurt het langer voor de zon om van de ene zonne-middag naar de volgende te bewegen. Wanneer onze klokken zeggen dat het middag is, heeft de zon het lokale meridiaan nog niet bereikt. Het tegenovergestelde gebeurt in de buurt van het aphelium, wanneer de aarde langzamer beweegt in haar baan. Op dat moment hoeft de aarde niet zo'n grote hoek te maken om de zon weer over de lokale meridiaan te brengen. Tegen de tijd dat onze klok middag zegt, heeft de zon de lokale meridiaan al gekruist.
Het is ook belangrijk of het perihelium van de aarde samenvalt met een zonnewende of equinox. Toen het perihelium van de aarde samenviel met een zonnewende, zoals 750 jaar geleden het geval was, had de analemma een noord-zuid as van symmetrie. Vandaag de dag bereikt de aarde het perihelium ongeveer 12 dagen na de winterzonnewende, dus de analemma is licht gekanteld.
Hoe zag de analemma er in het verleden uit?
Zoals we al hebben vermeld, hangt het uiterlijk van de analemma vanaf de aarde af van de breedtegraad en het tijdstip van de dag. Maar ze zagen er in het verleden ook anders uit en zullen er in de toekomst anders uitzien. Laten we snel kijken wat er precies in de loop van de tijd is veranderd.
Door de langzame precessie van de aardas en andere factoren, verschuiven de equinoxen en het perihelium punt van de aarde geleidelijk langs de ecliptica. Nu naderen ze elkaar langzaam. In 1246 vond het perihelium plaats op de datum van de december zonnewende; in 6489 zal het plaatsvinden bij de maart-equinox, in 11,732 - bij de juni zonnewende, en in 16,974 bij de herfst-equinox. De lussen van de analemma-curven zijn in al deze gevallen verschillend.
Op de lange termijn ondergaan zowel de excentriciteit als de lengtegraad van het perihelium aanzienlijke veranderingen. Zo was ongeveer 100.000 jaar geleden de baan van de aarde veel elliptischer dan vandaag, met een excentriciteit van ongeveer 0.0473. Ongeveer 98.500 v.Chr. viel het perihelium samen met de september-equinox, waardoor de analemma enigszins kantelde. Ongeveer 93.000 v.Chr. viel het perihelium samen met de december zonnewende. Door dit en de grotere excentriciteit leek de analemma op een druppel!
Hoe ziet de analemma eruit op andere planeten?
Analemma's, die vormen gevormd door de positie van de zon aan de hemel gedurende een jaar, variëren van planeet tot planeet. Elk heeft zijn eigen unieke uiterlijk, en hier is een eenvoudige uitsplitsing.
Neem bijvoorbeeld Mars. Zijn analemma lijkt op een traan door een combinatie van factoren zoals hoge excentriciteit (0.0934 vergeleken met de 0.0167 van de aarde) en zijn perihelium en aphelium die uitlijnen met zijn equinoxen.
Nu, de analemma, gezien vanaf Mercurius, is heel eenvoudig. Met een kleine axiale kanteling (minder dan één graad), is zijn analemma slechts een punt. De analemma's van Venus en Jupiter hebben een elliptische vorm. Saturnus? Denk aan een traan met een kleine lus. Neptunus en Uranus? Ze vertonen een acht-patroon ook.
Conclusie
Een analemma lijkt misschien gewoon het schijnbare pad van de zon aan de hemel gedurende het jaar, maar het is veel gecompliceerder in de wereld van de astronomie. De vorm wordt beïnvloed door vele factoren en de uitleg omvat enige complexe wiskunde. In dit artikel hebben we deze term in eenvoudige taal afgebroken. Bovendien hebben we een snelle manier gedeeld voor iedereen om hun eigen analemma in slechts een minuut te maken. Download de Sky Tonight app — het is jouw gemakkelijke manier om astronomie te begrijpen!
