Astronomické cykly

Existuje více možností, jak vymezit dobu trvání (periodu) oběhu těles – planety, např. Země, kolem hvězdy (Slunce) nebo dobu oběhu měsíce kolem planety anebo hvězdy kolem těžiště galaxie:

• Siderická perioda je doba potřebná k plnému oběhu ve vztahu k velmi vzdáleným hvězdám, stálicím. Tato perioda je považována za pravou oběhovou periodu (planety nebo jejího měsíce).
• Synodická perioda (měsíc) je doba, která uplyne mezi dvěma stejnými fázemi planety či jiného vesmírného tělesa se Sluncem (synod = setkání). Je to tedy doba potřebná k tomu, aby se objekt (planeta) znovuobjevil na stejném místě oblohy ve vztahu k Slunci při pozorování ze Země, která uplyne mezi dvěma následujícími konjunkcemi se Sluncem, takže jde o zdánlivou oběhovou periodu planety. Synodická perioda se od siderické liší, protože Země sama obíhá kolem Slunce.
• Drakonická perioda (rok) je doba, která uplyne mezi dvěma průchody planety bodem (ascending point), ve kterém planeta z jihu na sever protne ekliptiku) neboli Dračí hlavou.
• Anomalistická perioda (rok) je doba, která uplyne mezi dvěma průchody planety svým perihéliem – bodem svého největšího přiblížení ke Slunci. Liší se od siderické periody, protože osa planety obvykle vykonává pomalý precesní (nebo recesní) pohyb.
• Tropická perioda (tropický rok) je doba, která uplyne mezi dvěma průchody nulovým pravým ascendentem. Je lehce kratší než siderická perioda, protože jarní bod vykonává precesní pohyb.

Siderický rok je doba, za kterou se Slunce vrátí na stejnou polohu na zemské obloze z hlediska hvězdné klenby. Siderický rok je doba oběhu Země kolem Slunce a je roven 365,25636042 středních solárních dnů. Siderický rok je o 20 minut a 24 sekund delší než tropický rok.

Údaje jsou uvedeny v tzv. juliánských rocích (1 juliánský rok = 365,25 standardních dnů, přičemž 1 standardní den = 24 ⋅ 3600 = 86 400 sekund).

Tropický rok je doba mezi dvěma po sobě jdoucími průchody Slunce bodem jarní rovnodennosti. Má délku 365,24220 středních slunečních dnů (365 d 5 h 48 min 45,71 s). Staroegyptský rok se svou délkou 365 dnů byl tedy o 0,2422 dnů kratší, takže rozdíl jednoho dne se projevil již za 4 roky. Juliánský rok délky 365,25 dne byl o 0,0078 dne kratší, takže rozdíl jednoho dne se projevil za 128 let. Gregoriánský rok s průměrnou délkou je oproti tropickému roku kratší o 0,00030 dne, takže rozdíl jednoho dne se projeví za 3 280 let. Novojuliánský rok se od tropického roku liší o pouhých 0,000022 dne, takže rozdíl jednoho dne by se projevil až za 45 000 let.

Slunce i se soustavou svých oběžnic je okrajovou součástí Galaxie (Mléčné dráhy), která jako celek rotuje kolem své osy. Slunce tedy obíhá kolem středu Galaxie a v Harvardově-Smithsonově Centru pro Astrofyziku v americkém Cambridge v roce 1999 poprvé určili, že doba oběhu Sluneční soustavy kolem středu Galaxie trvá zhruba 226 (212 až 240) milionů let. Tato oběžná perioda je někdy nazývána galaktický rok. Vyjdeme-li z toho, že Země vznikla zhruba před 4,65 miliardami let, znamená to, že dnes Země (se Slunečné soustavou) uskutečňuje svůj 22. či 23. oběh kolem středu Galaxie.

Také oběh družice, v případě Země Měsíce, kolem planety může být (časový) měsíc siderický anebo synodický.

Siderický měsíc je doba, za kterou se Měsíc při svém oběhu kolem Země vrátí na stejnou polohu na obloze z hlediska nebeské klenby, mezi stálicemi. Siderický měsíc zemský je roven 27,321 661 (zaokrouhleně 27 1/3) dnů.

Synodický měsíc je doba, za kterou se Měsíc vrátí do stejné polohy vůči Slunci z hlediska pozemského pozorovatele a kdy měsíc projde všemi fázemi (od novu k novu). Protože Země obíhá Slunce, zabere Měsíci nějakou dobu (poté, co dokončí svůj plný oběh kolem Země – siderický měsíc) než ji dožene a vrátí se do stejné polohy vzhledem ke Slunci. Tento delší cyklus se nazývá synodický měsíc (podle řeckého syn hodo = s cestou : tj. Měsíc cestuje se Sluncem) nebo také doba lunace. Doba lunace kolísá mezi 29,27 a 29,83 dny, dlouhodobý průměr činí 29,530 588 dnů (29 d 12 h 44 min 2,8 s) – přibližně 29 ½ dne.

Platonský rok neboli velký rok nebo rovnodennostní cyklus je doba potřebná k jednomu úplnému cyklu precese rovnodenností – zhruba 25 700 let (v literatuře je obvykle uváděno 26 000 let). Ve skutečnosti není trvání toho cyklu konstantní, protože rychlost této obecné precese se se mění s časem. Velký rok se uplatnil v mayském kalendáři.

Chaldejský cyklus byl objeven Chaldejci v Babylonii již v 7. století př. n. l. pro předpovědi zatmění Slunce a Měsíce. Jeho délka činí 223 synodických měsíců (= 6585 1/3 dnů = 18 roků 11 dní 7 hodin a 43 minut) a za tuto se vyskytne 15 úplných, 11 prstencových a 15 pouze částečných zatmění Slunce. Například po zatmění Slunce z 11. srpna 1999 v Evropě bude následovat podobné zatmění Slunce 21. srpna 2017. Problém je, že cyklus o 8 hodin (přesně 7 h 43 min) přesahuje cyklus slunečního dne, takže k zatmění Slunce dojde na místě vzdáleném od původního místa o 8 hodinových pásem. Proto je užíván trojnásobný cyklus (54 let + 1 měsíc = 19 756 plných dnů) – trojnásobný Saros nebo exeligmos (v řečtině „otočení kola“).

Cyklus slunečních skvrn (také Schwabeův cyklus nebo Schwabe-Wolfův cyklus) je jedenáctiletý cyklus aktivity Slunce – doba, která uplyne mezi dvěma maximy sluneční aktivity. Poslední maximum nastalo v roce 2001. Cyklus není striktně 11letý, v minulosti trval někdy jen 9 let jindy až 14 let.

Milankovičovy (klimatické) cykly jsou společným efektem změn v pohybech Země, které mají za následek změny klimatu ve stotisícileté (po 100 000 letech) periodě dob ledových. Jsou pojmenovány po srbském inženýrovi a matematikovi Milutinu Milankovičovi. Příčinami jsou proměny výstřednosti (excentricity) oběžné dráhy Země, osové slapy a precese oběhu Země.