Kann der Mond an irgendeiner Position am Himmel erscheinen?

Es scheint mir, dass der Mond an vielen Orten - scheinbaren Orten - in der "Kuppel des Himmels" aufgetaucht ist. Ich weiß, dass die Sonne einem Bogen von Ost nach West folgt und dass der Bogen im Winter kleiner ist als im Sommer. Daher kann die Sonne nicht an jedem Ort in der "Kuppel des Himmels" erscheinen.
Meine Frage ist: Kann der Mond an jedem Ort in der "Kuppel des Himmels" erscheinen?

Wie die Sonne steigt der Mond aus unserer Sicht auf der Erdoberfläche im Osten auf und geht im Westen unter. Es steigt jedoch nicht genau nach Osten und setzt genau nach Westen. Wenn Sie die Position des Mondaufgangs entlang des Horizonts im Laufe eines Jahres verfolgen, werden Sie feststellen, dass die Abweichungen erheblich sind. Es kann jedoch nicht überall am Nachthimmel lokalisiert werden, auch nicht im Laufe eines Jahres. Um zu verstehen, warum, müssen wir einige Himmelsgeometrien verstehen.

1. Die Ekliptikebene ist die Ebene, die im Laufe eines Jahres eine hypothetische Linie zwischen der Erde und der Sonne überstreicht. Im Bild oben können Sie sehen, wie die Erdumlaufbahn in dieser Ebene existiert.

2. Beachten Sie auch, dass die Linie vom geografischen Südpol der Erde durch ihren Nordpol (ihre Rotationsachse) nicht senkrecht zu dieser Ekliptikebene verläuft. Tatsächlich ist es 23,5 Grad von dieser senkrechten Richtung entfernt.

3. Beachten Sie, dass die Rotationsachse der Erde in dieselbe Richtung zeigt, unabhängig davon, auf welcher Seite der Sonne sich die Erde gerade befindet. Diese Drehachse zeigt immer zum Stern Polaris. Dies bedeutet, dass die Sonne an verschiedenen Stellen des Jahres an verschiedenen Punkten des Horizonts aufgeht.

4. Die Äquatorebene der Erde ist eine Ebene, die so definiert ist, dass sie sich vom Äquator der Erde in alle Richtungen erstreckt. Diese Ebene ist relativ zur Ekliptikebene um 23,5 Grad geneigt (der gleiche Betrag wie die Rotationsachse ist relativ zur senkrechten Richtung der Ekliptikebene geneigt).

Betrachten wir nun das Erdmondsystem. Um zu bestimmen, wie weit der Mond nach Norden oder Süden aufgehen kann, müssen Sie den Winkel zwischen der Äquatorebene der Erde und der Umlaufbahn des Mondes berücksichtigen. Da die Rotationsachse der Erde gegenüber der Ekliptik um 23,5 Grad und die Umlaufbahn des Mondes gegenüber der Ekliptik um 5,14 Grad geneigt ist, kann die höchste Umlaufbahn des Mondes gegenüber der Äquatorialebene der Erde 28,64 Grad betragen.

Der Mond kann sich also nicht direkt über einem Punkt auf der Erdoberfläche befinden, wenn dieser Punkt 28,64 Grad über oder (durch ein symmetrisches Argument) unter dem Äquator liegt.

Daher kann der Mond nicht an jedem Ort am Himmel für einen bestimmten Ort auf der Erde erscheinen. Es gibt Teile des Himmels, die die Geometrie des Erdmondsystems einfach nicht zulassen, dass der Mond existiert.

Der Mond kann nur in etwa 48% des Himmels ^* eines stationären Erdbeobachters erscheinen. Der Mond muss mindestens 61,4 Grad von den himmlischen Polen entfernt sein, z. B. dem Mond in der Nähe des Nordsterns.

Verglichen mit der Sonne, die immer mehr als 66,6 Grad von den Polen entfernt sein muss (40% des Himmels), hat der Mond in der Kuppel Ihres Himmels nur wenig mehr Raum, um sich fortzubewegen, etwas höher als die Sommersonne Bogen, etwas niedriger als im Winter.

Um zu visualisieren, in welchem ​​Teil Ihres Himmels sich ein Mond befinden kann, visualisieren Sie zunächst den Himmelsäquator . Das ist der Bogen, den die Sonne auf den Tagundnächten zu ziehen scheint. Hier ist der Bogen am Himmel von jemandem in den Breiten des mittleren Nordens.

Der Mond muss sich innerhalb von etwa 28,6 Grad nördlich oder südlich dieses Äquatorbogens befinden.

Die Zahl 28,6 addiert die axiale Neigung der Erde - den berühmten Winkel zwischen Erddrehung und Erdumlaufbahn von 23,437 Grad - zum Winkel zwischen Mond und Erdumlaufbahn von 5,145 Grad.

Stellen Sie sich ein 57,2-Grad-Band entlang des Himmelsäquators vor (28,6-fach verdoppelt). Die Sonne ist auf ein ähnliches 46,9-Grad-Band beschränkt. Hier ist ein Bild für diese Art von Segment Ihrer Himmelssphäre.

In dieser Figur, die ich auch gerade aus den Zwischenwebs gestohlen habe, repräsentiert die Kugel nicht die Erde, sondern Ihren Himmel, ohne dass die Erde im Weg steht. O bist du, nenn es den Beobachter, und der Winkel zwischen den roten Linien beträgt 57,2 Grad. Und Sie müssen sich vorstellen, dass dies so stark geneigt ist wie der Äquator in Ihrem Himmel.

Dies zeigt, dass in Breiten von mehr als 61,4 Grad (90 minus 28,6) der Mond überall am Horizont erscheinen kann.

^{$2\pi R h$ $2 \pi R^2$$h / R$}

Nein, ich kann nicht.

Lassen Sie mich näher darauf eingehen. Wenn der Mond in der Ebene der Ekliptik (der Ebene, die die Erdumlaufbahn um die Sonne enthält) um die Erde kreisen würde, dann wäre es offensichtlich, dass Sonne und Mond denselben Pfad verfolgen würden. Beide Ebenen sind jedoch um ca. 5 ° geneigt. Dies bedeutet, dass die Position des Mondes auf beiden Seiten der Ekliptik auf ein kleines Band beschränkt ist.

Beachten Sie, dass aufgrund eines Phänomens, das als tägliche Parallaxe bezeichnet wird (Sonne und Mond befinden sich nicht im Unendlichen), ihre Position am Himmel geringfügig von der Position des Beobachters auf der Erde abhängt.

Ein Großteil der Debatten in den Antworten und Kommentaren ergibt sich aus der Mehrdeutigkeit der OP-Formulierung " Dome of the Sky" . Es hängt davon ab, ob Sie glauben, dass dies der Himmel über Ihrem Kopf oder die Himmelskuppel ist, die an den Sternen befestigt ist .

Der Himmel über deinem Kopf hängt davon ab, wo du auf der Welt bist. Wenn Sie zum Äquator gehen, sehen Sie gelegentlich den Mond direkt über Ihnen, im Zenit. Wenn Sie zum Nordpol gehen, werden Sie ihn dort nie sehen. Wenn Sie dieser Interpretation folgen, lautet die Antwort mit Sicherheit Ja, da Sie die mögliche Spur des Mondes im Laufe der Zeit verfolgen und sie über den gesamten Himmel malen, während Sie sich bewegen. Dies scheint mir eine besonders pedantische Position zu sein.

Dem Himmelsdom ist es egal, wo du bist und die Frage wird, kann der Mond jeden Stern am Himmel verbergen? Hier lautet die Antwort offensichtlich nein . Es gibt weite zirkumpolare Regionen des nördlichen und südlichen Himmels, in die der Mond nicht gehen kann. Der Mond kann zum Beispiel niemals in Ursa Major erscheinen .