분점세차

그리스의 천문학자 히파르코스가 자신의 항성목록(BC 129 완성)을 편집할 때, 별의 위치가 고대 바빌로니아인(칼데아인)이 측정한 위치로부터 체계적으로 이동했음을 발견했다. 이것은 별이 움직이는 것이 아니라 관측위치, 즉 지구가 움직이고 있음을 나타낸다.

이러한 운동을 세차라고 하며, 약 2만 6,000년을 한 주기로 하여 지구자전축의 방향이 주기적으로 회전하는 것이다. 세차는, 더욱 확실하게 나타나는 하루 동안의 자전과 1년 동안의 공전 다음으로 3번째로 발견된 지구의 운동이다. 세차는 지구 적도의 융기부분에 작용하는 태양과 달의 중력의 영향으로 발생하며, 매우 작기는 하지만 행성들도 영향을 미친다.

지구 자전축을 하늘에 투영시키면 서로 반대방향에 2개의 점, 즉 천구의 북극과 남극이 생긴다. 세차 때문에 이 점들은 하늘에서 원을 그린다. 오늘날 천구의 북극은 북극성에서 1° 이내에 있다. 천구의 북극은 2017년에 북극성에 가장 가까워지며, 1만 2,000년이 지나면 직녀성에서 약 5° 정도 떨어진 곳에 있게 된다(→ 극성). 현재 천구의 남극 근처에는 특정하게 밝은 별이 없다.

지구 적도가 천구상에 투영되어 나타나는 천구적도 위에서도 세차운동이 나타난다. 이 천구적도는 지구궤도면이 천구상에 투영된 황도와 교차한다. 지구가 태양 주위를 돌기 때문에 태양을 보는 지구의 위치가 일정하게 변하여 태양이 황도를 따라 움직이는 것처럼 보이게 된다.

천구 적도는 황도와 23.5° 정도 기울어져 있으며, 이것을 황도경사각이라고 한다. 천구 적도와 황도는 두 점에서 교차하며, 이를 분점, 즉 춘분점과 추분점이라고 한다. 1년 동안 지구가 태양 주위를 돌 때, 남반구에서 북반구로 이동하는 3월과 그 반대로 이동하는 9월에 태양은 적도를 2번 지나는 것처럼 보인다. 천구 적도가 지구의 세차로 인해 움직이므로 분점은 연간 50.2"씩 황도를 따라 서쪽으로 이동한다.