അക്ഷഭ്രംശം

ഖഗോളധ്രുവത്തിന് (Celestial pole) അതിന്റെ മാധ്യസ്ഥാനത്തു(mean position) നിന്നുണ്ടാകുന്നു വ്യതിയാനത്തിനാണ് അക്ഷഭ്രംശം (Nutation) എന്ന് പറയുന്നത്. മദ്ധ്യരേഖാഭാഗം തള്ളിനില്ക്കുന്ന ഭൂമിയെ എല്ലായ്പ്പോഴും സൂര്യന്റെ ആകർഷണദിശയിലല്ല ചന്ദ്രൻ ആകർഷിക്കുന്നത് എന്നതാണ് ഈ വ്യതിയാനത്തിന് കാരണം. 18.6 വർഷത്തിൽ 9.2 സെക്കന്റ് വ്യാസാർദ്ധമുള്ള വൃത്തത്തിലൂടെയുള്ള, ഖഗോളധ്രുവത്തിന്റെ ഈ ചാഞ്ചാട്ടമാണ് അക്ഷഭ്രംശം.

Rotation (green), Precession (blue) and Nutation in obliquity (red) of the Earth

സൂര്യപഥത്തിന്റെ അക്ഷത്തിനോട്, അതായത് ക്രാന്തിവൃത്താക്ഷത്തോട് (axis of ecliptic) ചരിഞ്ഞ് കറങ്ങുന്ന ഭൂഭ്രമണാക്ഷത്തിന്റെ (axis of rotation) വേഗത്തിനും കോണത്തിനും ഇതുകൊണ്ട് ചെറിയ വ്യതിയാനമുണ്ടാകുന്നു. സൂര്യനെ ഭ്രമണം ചെയ്ത് പ്രദക്ഷിണം വയ്ക്കുന്ന ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണാക്ഷം ക്രാന്തിവൃത്താക്ഷത്തിന് 23⁰30' ചരിഞ്ഞ് കറങ്ങുന്നതിനെയാണ് (26,000 വർഷത്തിലൊരിക്കൽ) അയനഭ്രംശം എന്നു പറയുന്നത്. സൂര്യചന്ദ്രാദികളുടെ ആകർഷണവും ഭൂമിയുടെ ഏകദേശ ഗോളാകാരവും ഭ്രമണാക്ഷത്തിന്റെ ചരിവുമാണ് അയനഭ്രംശത്തിനു നിദാനം; ആകർഷണബലങ്ങളിൽവരുന്ന ക്രമമായ വ്യതിയാനംകൊണ്ടാണ് അക്ഷഭ്രംശം ഉണ്ടാകുന്നത്. സൂര്യന്റെ ആകർഷണം മൂലമുള്ള അക്ഷഭ്രംശം അയനാന്തങ്ങളിൽ (solstices) ഉച്ചതമമാകയും (maximum) പാർശ്വങ്ങളിൽ ക്രമേണ കുറഞ്ഞ് വിഷുവങ്ങളിൽ (equinoxes) ഇല്ലാതാകയും ചെയ്യുന്നു. തൻമൂലം ഭ്രമണാക്ഷത്തിന്റെ ചരിവിനുവരുന്ന അക്ഷഭ്രംശത്തെ സൌര-അക്ഷഭ്രംശം (solar nutation) എന്നു പറയാം. ഇത് കേവലം നിസ്സാരമാണ്. ചാന്ദ്ര-അക്ഷഭ്രംശം (lunar nutation) താരതമ്യേന കൂടുതലായിരിക്കും.

ഭൂമിക്കു ചുറ്റുമുള്ള ചന്ദ്രന്റെ പരിക്രമണം ക്രാന്തിതലത്തിന് ഏതാണ്ട് സമാന്തരമായിട്ടാണെങ്കിലും കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ 18 2/3 വർഷത്തിൽ ഇരുവശത്തേക്കും 5⁰ വീതം എന്ന ക്രമത്തിൽ ദോലനം ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. തത്ഫലമായി ചന്ദ്രന്റെ ആകർഷണദിശയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റംകൊണ്ട് ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണാക്ഷവും ചെറുതായി ദോലനം ചെയ്യുന്നതാണ്. ഈ ദോലനത്തിന്റെ ആവർത്തനകാലം 18 2/3 വർഷം തന്നെയാണ്. ഈ വ്യതിയാനങ്ങളുടെ ഫലമായി, ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണാക്ഷം,18 2/3 വർഷത്തിൽ 9.2 ഇരുവശത്തേക്കുമെന്ന ക്രമത്തിൽ ആന്ദോളനം (oscillation) ചെയ്യുന്നു; ആവർത്തനകാലംകൊണ്ട് ധ്രുവനക്ഷത്രത്തിന്റെ ആപേക്ഷികസ്ഥാനം ഓരോ വശത്തേക്കും 9.2 വീതം ദോലനം ചെയ്യുന്നു. മറ്റു നക്ഷത്രങ്ങൾക്കും അതുപോലെതന്നെ.

അക്ഷഭ്രംശത്തെ അനുദൈർഘ്യം (longitudinal) എന്നും തിര്യക് (oblique) എന്നും രണ്ടായി തിരിക്കാം. ഭ്രമണാക്ഷത്തിന്റെ കോണത്തിനുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനമാണ് അനുദൈർഘ്യം-അക്ഷഭ്രംശം. തിര്യക്-അക്ഷഭ്രംശത്തെയാണ് അക്ഷഭ്രംശം എന്നു സാധാരണ പറഞ്ഞുവരുന്നത്. 1747-ൽ ദൂരദർശിനിയിലൂടെ അതിലഘുവായ അക്ഷഭ്രംശംപോലും ബ്രിട്ടിഷ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെയിംസ് ബ്രാഡ്ലി (1693-1763) കണ്ടുപിടിച്ചു; ഫ്രഞ്ചു ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഴാൻ ല റോൺ ദാലംബർ (1717-83) അതിന് വിശദീകരണം തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്.