지구중심좌표계는 천체의 위치를 나타내는데 쓰는 좌표계 가운데 하나로, 지구의 중심을 기준으로 위치를 표시하는 좌표계입니다. 여기에서 지구의 중심은 지구 타원체의 중심입니다. 지구중심좌표계로 나타낸 위치에는 관측지에 따른 위치의 차이가 포함되어 있지 않습니다.
천문학에서 천체의 위치를 지구중심좌표로 나타낸다고 하면 보통 지구의 중심에서 바라본 천체의 겉보기 위치를 뜻합니다. 특정 시간에 특정한 장소에서 관찰되는 천체의 겉보기 위치는 천체의 실제 위치와는 다릅니다(실제 위치를 직접 관측할 수는 없습니다). 이 차이는 주로 빛의 속도가 유한하다는 점에서 비롯됩니다.
천체의 지구중심좌표를 계산할 때 반영해 주어야 하는 항목은 다음과 같습니다. 물리학적으로 볼 때 태양계 내의 천체와 외부의 항성에 적용되는 물리적 현상은 근본적으로 동일하지만, 거리의 차이, 천체가 움직이는 속도의 차이(지구에서 관측했을 때의 이동 속도 기준), 천체 목록에 위치를 기록하는 방식의 차이로 인해 태양계 내의 천체와 외부의 항성에 적용하는 계산 항목은 조금 다릅니다.
1) 항성
-고유운동(proper motion 또는 space motion): 별 고유의 운동으로 인해 생기는 위치의 변화를 반영해 주어야 합니다. 고유운동(proper motion)은 구면좌표로 나타낸 움직임으로 별의 실제 운동 상태를 제대로 반영하지는 못합니다. 공간 운동(space motion)은 항성의 움직임을 직접 반영한 것으로 고유운동에 비해 정밀한 계산을 할 수 있습니다.
-연주시차(annual parallax): 지구의 공전으로 인해 생기는 항성의 위치 변화입니다. 거리가 가까울수록 크지만 최대 0".8을 넘지는 않습니다.
-태양에 의한 빛의 꺾임(gravitational light deflection): 태양의 중력으로 인해 공간이 휘어지면서 나타나는 현상으로, 겉보기 위치가 태양과 가까운 별에서만 나타납니다. 태양과의 각거리가 0.25°일때 대략 1".87 정도의 위치 변화가 생깁니다.
-세차운동(precession): 세차운동에 의한 좌표의 변화를 반영해 줍니다.
-장동운동(nutation): 주로 달과의 역학적인 연관으로 인해 생기는 현상입니다. 보통 세차 운동과 함께 처리합니다.
-연주광행차(annual aberration): 지구의 공전으로 인해 생기는 겉보기 효과입니다. 최대 21“ 정도의 위치 변화를 가져옵니다.
-지구의 극운동(polar motion): 지구 자전축의 불규칙한 변화로 인한 효과도 고려해야 합니다. 보통 0".3 미만입니다.
2) 태양계 내의 천체(행성, 혜성, 소행성)
태양계 내의 천체에 적용하는 내용도 기본적으로 항성과 크게 다르지는 않습니다만, 천체의 위치 변화가 빠른 편이므로 광행시간 효과를 고려해야 합니다.
-광행시간보정(light-time correction):
빛의 속도가 유한하기 때문에 나타나는 현상입니다.
-태양에 의한 빛의
꺾임(gravitational light deflection): 태양의 중력으로 인해 공간이 휘어지면서 나타나는
현상으로, 천체의 태양 이각이 작을 때에 나타납니다.
-세차운동(precession):
세차운동에 의한 좌표의 변화를 반영해 줍니다.
-장동운동
(nutation): 보통 세차 운동과 함께 처리합니다.
-연주광행차(annual aberration): 지구의 공전으로 인해
생기는 겉보기 효과입니다.
-지구의 극운동(polar motion): 지구 자전축의 불규칙한 변화로 인한 효과도 계산에 넣어야
합니다.
