Astronomický cyklus

Astronomické cykly sú dôležité cykly v astronómii.

Rotačné periódy

Pod pojmom rotačná perióda v astronómii rozumieme dobu potrebnú k dokončeniu jednej otočky objektu okolo jeho rotačnej osi. U tuhých telies je rotačná perióda jednoduchou veličinou, ale u tekutých (kvapalných či plynných) objektov je doba otočky iná na rovníku a iná pre rovnobežku blízko pólu. Pre plynného obra ako je napr. Jupiter existuje tzv. interná rotačná perióda určovaná z rotácie jeho magnetického poľa.

Rotačné periódy Slnka a jeho planét

Slnko	24,66 dní (pre rovník)	asi 35 dní blízko pólov
Merkúr	58,6462 dní	(58 dní + 15,5088 hodín)
Venuša	243,0185 dní
Zem	0,997 268 dní	(23,9344 hodín = 86 164 s)
Mesiac	27,321 661 dní	(synchrónna s obehom)
Mars	1,025 957 deň	(24,622 962 hodín)
Jupiter	0,413 538 021 dňa	(9 h 55 min 29,685 s)
Saturn	0,444 009 2592 dňa	(10 h 39 min 22,400 00 s)
Urán	0,718 333 333 dňa	(17 h 14 min 24,000 00 s)
Neptún	0,671 250 00 dňa	(16 h 6 min 36,000 00 s)
Pluto	6,387 dní	(6 dní 9 hodín 17,6 min)

Obehové cykly

Existuje viac možností, ako vymedziť dobu trvania (periódu) obehu planéty okolo Slnka:

• Siderická perióda je doba potrebná k úplnému obehu planéty okolo Slnka vo vzťahu ku hviezdam. Tá je považovaná za pravú obehovú periódu planéty.
• Synodická perióda je doba, za ktorú sa objekt (planéta) znovuobjaví na rovnakom mieste oblohy vo vzťahu k Slnku pri pozorovaní zo Zeme. To znamená, že je to doba, ktorá uplynie medzi dvoma nasledujúcimi konjunkciami so Slnkom, takže ide o zdanlivú obehovú periódu planéty. Synodická perióda sa od siderickej liší, pretože samotná Zem sa otáča okolo Slnka.
• Drakonická perióda je doba, ktorá uplynie medzi dvoma po sebe nasledujúcimi prechodmi planéty bodom (ascending point), v ktorom planéta z juhu na sever pretne ekliptiku alebo aj Dračiu hlavu.
• Anomalistická perióda je doba, ktorá uplynie medzi dvoma prechodmi planéty svojim perihéliom – bodom svojho najväčšieho priblíženia k Slnku. Líši sa od siderickej periódy preto, že os planéty obvykle vykonáva pomalý precesný (alebo recesný) pohyb.
• Tropická perióda je doba, ktorá uplynie medzi dvoma prechodmi nulovým pravým ascendentom. Je o niečo kratšia než siderická perióda, pretože jarný bod vykonáva precesný pohyb.

Siderický rok

Siderický rok je doba, za ktorú sa Slnko vráti do rovnakej polohy na oblohe vzhľadom na nebeskú klenbu. Siderický rok je doba obehu Zeme okolo Slnka a rovná sa 365,25636042 stredným solárnym dňom. Siderický rok je o 20 minút a 24 sekúnd dlhší než tropický rok.

Siderické periódy planét

Siderické periódy obehu planét okolo Slnka

Merkúr	Venuša	Zem	Mars	Jupiter	Saturn	Urán	Neptún	Pluto
0,241	0,615	1,000	1,881	11,87	29,45	84,07	164,9	248,1

Údaje sú uvedené v tzv. juliánskych rokoch (1 juliánsky rok = 365,25 štandardných dní, pričom 1 štandardný deň = 24 x 3600 = 86 400 sekúnd).

Siderický mesiac

Siderický mesiac je doba, za ktorú sa Mesiac pri svojom obehu okolo Zeme vráti do rovnakej polohy na oblohe vzhľadom na nebeskú klenbu (medzi hviezdami). Siderický mesiac sa rovná 27,321 661 (zaokrúhlene 27 1/3) dňom.

Synodický mesiac

Synodický mesiac je doba, za ktorú sa Mesiac vráti do rovnakej polohy voči Slnku vzhľadom na pozemského pozorovateľa. Pretože Zem obieha Slnko, trvá Mesiacu dlhšiu dobu (potom čo dokončí svoj úplný obeh okolo Zeme – siderický mesiac) než sa vráti do rovnakej polohy vzhľadom na Slnko. Tento dlhší cyklus sa nazýva synodický mesiac (podľa gréckeho syn hodo = s cestou : t. j. Mesiac cestuje so Slnkom) alebo aj doba lunácie. Doba lunácie kolíše medzi 29,27 a 29,83 dňami, dlhodobý priemer činí 29,530 588 dní (29 dní 12 hodín 44 minút a 2,8 sekúnd) – približne 29 ½ dňa.

Galaktický rok

Slnko aj so sústavou svojich obežníc je okrajovou súčasťou Galaxie (Mliečnej cesty), ktorá ako celok rotuje okolo svojej osi. Slnko teda obieha okolo stredu Galaxie. Vedcom z Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics v americkom Cambridge sa v roku 1999 podarilo zistiť, že doba obehu Slnečnej sústavy okolo stredu Galaxie trvá približne 226 (212 až 240) miliónov rokov. Táto obežná perióda sa niekedy nazýva galaktický rok. Ak vychádzame z poznatku, že Zem vznikla približne pred 4,65 miliardami rokov, znamená to, že dnes Zem (so Slnečnou sústavou) uskutočňuje svoj 22. alebo 23. obeh okolo stredu Galaxie.

Kalendárne cykly

Solárny (Juliánsky) cyklus

Solárny (Juliánsky) cyklus je 28-ročný cyklus juliánskeho kalendára, ktorý sa týka týždňa. Pretože priestupný rok sa objavuje každé štyri roky a rok môže začínať v jednom zo siedmich dní týždňa, tak rok začína daným dňom v týždni (napríklad nedeľou) vždy raz za 28 rokov. Tento cyklus sa vyskytuje aj v gregoriánskom kalendári, ale je prerušený v rokoch 1700, 1800, 1900, 2100, 2200 (ktoré nie sú priestupnými rokmi).

Gregoriánsky cyklus

Gregoriánsky cyklus trvá 400 rokov a má presne 146 097 dní, čo je presne 20 871 týždňov, takže sa dá povedať, že gregoriánsky solárny cyklus trvá 400 rokov. Kalendárne roky sa obvykle označujú nedeľnými číslami vyjadrujúcimi na koľký deň pripadne prvá nedeľa v novom roku. Solárny cyklus teda zodpovedá cyklu, v ktorom sa opakuje sekvencia (postupnosť) nedeľných čísel. Práve preto, že ide o cyklus nedeľných čísel (a nedeľa sa napr. v angl. nazýva Sun-day = deň Slnka) nazýva sa cyklus solárnym (sol = slnko). Odchýlka medzi dĺžkou gregoriánskeho roku a dĺžkou obehovej periódy Zeme narastie za 5000 rokov na 1 deň.

Novojuliánsky (Milankovićov) cyklus

Novojuliánský (Milankovićov) cyklus trvá 900 rokov a navrhol ho v roku 1923 profesor belehradskej univerzity Milutin Milanković. V cykle 900 rokov sú z rokov končiacich dvoma nulami len 2 roky priestupné zvyšných sedem je nepriestupných. Podľa gregoriánskej periódy sú nepriestupnými/priestupnými roky 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, kým podľa novojuliánskej periódy by nepriestupnými/priestupnými rokmi boli 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000. Novojuliánska perióda (2 priestupné roky na konci storočia na 9 storočí) vystihuje dobu obehu Zeme okolo Slnka (dĺžku slnečného roku) s chybou 1 deň za 43 200 rokov (kým gregoriánsky cyklus má chybu 1 deň za 3226 rokov). Je zrejmé, že do roku 2799 má ľudstvo čas, či prevedie gregoriánsky kalendár na kalendár novojuliánsky (rozdiel medzi obomi nastáva až vo februári 2800) alebo ho ponechá.

Metonov cyklus

Metonov cyklus (alebo tiež Enneadecaeteris = deväťnástica) je spoločným násobkom tropického roku a synodického mesiaca. 19 tropických rokov (= 6939,602 dní) sa líši od 235 synodických mesiacov (= 6939,688 dní) asi o 2 hodiny, z čoho sa nazbiera plný deň (24 hodín) každých 219 rokov.

Tato aproximácia je použitá v židovskom kalendári. Grécky astronóm Meton ju zaviedol okolo roku 432 pred Kr. Používa sa takisto pre výpočet dátumu Veľkej noci. Je zaujímavé, že Homér v Odysei necháva Odyssea, aby sa vrátil ku svojej Penelope presne devätnásť rokov potom, čo opustil svoju rodnú Ithaku.

V typickom lunisolárnom kalendári má väčšina lunárnych rokov 12 mesiacov, ale niektoré roky majú jeden mesiac navyše. Tento zvyšný mesiac sa nazýva interkalárny alebo embolizmický (u starých Slovanov sa nazýval hruden). V každom Metonovom 19-ročnom cykle je zaradených 7 interkalárnych mesiacov. V babylonskom, židovskom a atickom kalendári majú 3., 6., 8., 11., 14., 17., a 19. rok Metonovho cyklu po 13 mesiacoch. Metonov cyklus zahŕňa dva menej presné podcykly a to „osmicu“ (Octaeteris) s 8 rokmi = 99 lunácií (s odchýlkou jednej pätiny dňa za rok) a „jedenásticu“ s 11 rokmi = 136 lunácií (s odchýlkou jednej sedminy dňa za rok).

Metonov cyklus sám o sebe je podcyklom správnejšej periódy 334 rokov = 4131 lunácií s odchýlkou 1/11598 dňa za rok. Meton aproximoval svoj cyklus v celkovej dĺžke 6940 dní 125 dlhými mesiacmi (po 30 dňoch) a 110 krátkymi mesiacmi (po 29 dňoch).

Kallippov cyklus

Kallippov cyklus je štvornásobkom Metonovho cyklu (4 x 19 = 76 rokov) mínus jeden deň. Trvá 27 759 dní a 740 lunácií a rozdiel medzi 76 ročnými obehmi Slnka a 740 lunáciami narastie na 1 plný deň raz za 553 rokov. Kallippov cyklus začal letným slnovratom roku 330 pred Kr. a bol použitý napríklad v Ptolemaiovom Almageste, kde sú Timocharisove pozorovania priradené 47. roku Kallippovho cyklu (283 pred Kr.) na základe toho, že ôsmeho Anthesterionu boli Plejády zakryté Mesiacom.

Kallippov kalendár pôvodne používal mená mesiacov z athénskeho kalendára, ale neskorší astronómovia ako Hipparchos dávali prednosť iným kalendárom vrátane egyptského. Ptolemaiov Almagest poskytuje niektoré prepočty medzi Kallipovým a egyptským kalendárom – napríklad, že 8. anthesterion 47. roku Kallippovho cyklu je ekvivalentný 29. athyru 465. roku od nastolenia Nabonassara kráľom Asýrie (26. februára 747 pred Kr.)

Sóthidská perióda (Veľký rok)

Sóthidská perióda (Veľký rok) trvá 4 x 365 = 1460 rokov. Je to doba, za ktorú sa dátum podľa egyptského kalendára (s nemennou dĺžkou roku 365 dní) vráti na rovnaký deň vzhľadom na ročné obdobie.

Iné cykly

Platónsky rok

Platónsky rok alebo aj Veľký rok alebo Ekvinokciálny cyklus je doba obehu stredného svetového pólu okolo pólu ekliptiky. Tento obeh je dôsledkom precesie. Dĺžka Platónskeho roku je 25 725 rokov. (v literatúre sa obvykle uvádza 26 000 rokov). V skutočnosti nie je trvanie tohto cyklu konštantné, pretože rýchlosť precesie sa mení s časom. Veľký rok sa uplatnil v mayskom kalendári.

Chaldejský cyklus (perióda SAROS)

Chaldejský cyklus objavili Chaldejci v Babylone už v 7. storočí pred Kr. Využíval sa pri predpovedi zatmenia Slnka a Mesiaca. Jeho dĺžka je 233 synodických mesiacov (= 6585 a 1/3 dní = 18 rokov 11 dní 7 hodín a 43 minút) a za túto dobu sa vyskytne 15 úplných, 11 prstencových a 15 iba čiastočných zatmení Slnka. Napríklad po zatmení Slnka z 11. augusta 1999 v Európe bude nasledovať podobné zatmenie Slnka 21. augusta 2017. Problém je, že cyklus o 8 hodín (presnejšie o 7 h 43 min) presahuje cyklus slnečného dňa, takže k zatmeniu Slnka dôjde na mieste vzdialenom od pôvodného miesta o 8 hodinových pásiem. Preto sa používa trojnásobný cyklus (54 rokov + 1 mesiac = 19 756 plných dní) – trojnásobný Saros alebo exeligmos (po grécky „otočenie kolesa“).

Cyklus slnečných škvŕn

Cyklus slnečných škvŕn (alebo Schwabeov cyklus alebo aj Schwabe-Wolfov cyklus) je jedenásťročný cyklus aktivity Slnka – doba, ktorá uplyne medzi dvoma maximami slnečnej aktivity. Posledné maximum nastalo v roku 2001. Cyklus nie je vždy presne 11-ročný, v posledných storočiach trval niekedy iba 9 rokov inokedy až 14 rokov.

Milankovićove (klimatické) cykly

Milankovićove (klimatické) cykly sú spoločným efektom zmien v pohyboch Zeme, ktoré majú za následok zmeny klímy v 100 000 ročnej perióde ľadových dôb. Sú nazvané po srbskom inžinierovi a matematikovi Milutinovi Milankovićovi. Príčinami sú premeny výstrednosti (excentricity) obežnej dráhy Zeme, osové slapy a precesia obehu Zeme.

Astronomický portál