Perturbațiile seculare sunt perturbații care conduc la o abatere a orbitei unui corp ceresc de la orbita teoretică în modelul utilizat, care au un caracter neperiodic .
În cazul general , teoria perturbaţiilor presupune că abaterile disponibile sunt mici şi pot fi calculate prin extinderea în serii în puteri ale parametrilor mici . În acest caz, este posibil să se obțină o funcție de pertrubație și termeni de forma At m , unde m = 1, 2,.., A este un coeficient, t este un parametru, vor fi numiți perturbații seculare în ea. Perturbațiile, parametrii de gradul I, se numesc perturbații de ordinul I, de gradul II de ordinul II etc.
Printre proprietățile perturbațiilor seculare se pot distinge unidirecționalitatea și proporționalitatea timpului [1] .
Cel mai adesea, perturbațiile seculare sunt calculate în raport cu modelul problemei cu două corpuri pentru a ține cont de influența altor corpuri. Poziția planetei în spațiu și viteza acesteia în acest model pot fi stabilite folosind șase mărimi - elementele kepleriene ale orbitei : semi- axa majoră și excentricitatea orbitei, înclinarea orbitalei , longitudinea nodului ascendent , argumentul periapsis și media . anomalie . Calculul perturbărilor seculare va face posibilă obținerea modificărilor acestor parametri în timp.
Perturbațiile seculare ale corpurilor Sistemului Solar sunt mici și duc la modificări vizibile ale parametrilor orbitelor pe perioade lungi de timp. Aceasta a dat denumirea termenului [1] .
Cu toate acestea, calculul perturbațiilor seculare este folosit și pentru a lua în considerare și alte forțe, inclusiv forțe negravitaționale, care pot aduce o contribuție mare.
Teoria perturbației a apărut din cauza faptului că problema N-corpilor pentru sistemul solar nu are o soluție analitică , dar deoarece influența planetelor una asupra altora este mică, puteți utiliza modelul de mișcare al problemei cu două corpuri , și luați în considerare influența altor forțe ca o mică corecție. Totodată, s-a stabilit că există două tipuri de abateri – periodice și seculare [2] . Isaac Newton credea că, datorită prezenței perturbațiilor seculare, sistemul solar se va destrăma în timp.
Laplace a avansat foarte mult teoria perturbației. Așa că a venit cu elementele orbitei pentru care ecuațiile de mișcare nu au singularități atunci când excentricitatea și înclinarea orbitei sunt egale cu zero. Ca parte a problemei stabilității sistemului solar, el a arătat că nu există perturbări seculare de ordinul întâi în semi-axa majoră de excentricitate și înclinare a orbitei și modificări ale distanței dintre Jupiter și Saturn [3] de la Soarele și Luna de pe Pământ sunt de natură periodică [4] .
Lagrange a propus să folosească elementele orbitei pentru care ecuațiile mișcării nu au singularități atunci când excentricitatea și înclinarea orbitei sunt egale cu zero. Astfel de elemente au făcut posibilă calcularea perturbațiilor seculare [5]
Pe baza lucrărilor lui Lagrange și Laplace, a fost creată o metodă de calcul a perturbațiilor seculare [6] .
În 1809, Poisson a reușit să demonstreze că perturbațiile de ordinul doi ale semi-axelor majore nu conțin nici termeni seculari. Pe baza ideilor sale a fost elaborată o altă metodă de calcul [6] [7] .
Spirou Haret a constatat în disertația sa că semi-axele majore au abateri seculare în ordinea a treia. În continuarea sa , Henri Poincaré a dezvoltat teoria haosului și a arătat că schimbările seculare de ordinul trei nu pot fi neapărat cauza prăbușirii sistemului solar [8] .
Impulsul cercetării în calculul perturbațiilor a fost descoperirea, la începutul anilor 1820, a unei perturbări seculare a semi-axei majore a lui Uranus , care a dus la descoperirea planetei Neptun . La rândul lor, în anii 1900, perturbațiile seculare ale lui Neptun au făcut posibilă calcularea orbitei lui Pluto [7] .
Teoria planetară modernă VSOP se bazează pe utilizarea și calculul perturbațiilor seculare, printre altele, dă o eroare de 1 cm în determinarea efemeridelor timp de 8000 de ani [9] [10] .
Cauza perturbărilor în mișcarea corpurilor cerești poate fi nu numai atracția altor corpuri cerești, ci și alți factori, de exemplu [11] [1] :