Inom astronomi är ljusets aberration en förskjutning i den skenbara positionen för ett föremål som orsakas av objektets och observatörens relativa rörelse. Aberration av ljus är endast signifikant i mycket stora skalor och påverkar de uppfattade positionerna för stjärnor och planeter för observatörer på jorden. Den uppenbara förskjutningen av stjärnor är resultatet av jordens rörelse runt solen och dess rotation.
Aberration av ljus upptäcktes på 17-talet, när försök gjordes att mäta avstånden från jorden till olika stjärnor med parallax – ett koncept som beskriver hur ett objekts position ser ut att skifta när det observeras från olika platser. Tanken var att en stjärnas skenbara position skulle förändras under hela året när jorden kretsar runt solen. Om stjärnans exakta position på himlen kontrollerades på ett visst datum och sedan kontrollerades igen sex månader senare, när jorden var motsatt sin position från när den första mätningen gjordes, gav detta två mätningar åtskilda av diametern på jordens omloppsbana — ett avstånd på cirka 186,000,000 300,000,000 XNUMX miles (XNUMX XNUMX XNUMX km). Detta ansågs tillräckligt för att få ett parallaxvärde och därmed beräkna stjärnans avstånd med hjälp av trigonometri.
Ett antal mätningar gjordes, men resultatet var förbryllande. Den största skenbara förskjutningen av stjärnan som observerades borde ha hittats mellan observationer med sex månaders mellanrum, när observationsplatserna var längst ifrån varandra. De faktiska förskjutningarna följde dock ett helt annat mönster och berodde uppenbarligen inte på parallax. Polstjärnan, Polaris, till exempel, visade sig följa en ungefär cirkulär bana, med en diameter på cirka 40 bågsekunder (40”), en bågsekund är 1/3,600 XNUMX grad. Parallaxförskjutning förekommer, men den är mycket liten, även för de närmaste stjärnorna, och skulle inte ha varit mätbar med de instrument som fanns tillgängliga vid den tiden.
Mysteriet löstes av James Bradley, den brittiske astronomen Royal, 1729. Han upptäckte att de observerade förändringarna i en stjärnas position berodde på jordens hastighet och inte på dess position i förhållande till stjärnan. Ljuset från stjärnan tar tid att nå jorden och eftersom jorden rör sig verkar stjärnljuset komma från en punkt som är något förskjuten från stjärnans verkliga position, i rörelseriktningen. De största förskjutningarna observeras när jordens rörelse är vinkelrät mot stjärnljusets riktning. Samma fenomen kan ses med regn som faller vertikalt; för en rörlig observatör – till exempel i ett tåg eller buss – tycks regnet falla diagonalt från en utgångspunkt framför observatören i rörelseriktningen.
Bradleys beräkning, med hjälp av ljusets hastighet och hastigheten för jordens rörelse runt solen, indikerade en maximal förskjutning på cirka 20” till vardera sidan av den verkliga positionen för Polaris. Detta gav en total variation på cirka 40” över året, i överensstämmelse med observationer. Vid beräkning av ljusets aberration måste moderna astronomer ta hänsyn till effekterna av relativitetsteori, men i de flesta fall är den klassiska beräkningen tillräcklig.
Säsongsförskjutningarna i stjärnpositioner kallas årlig aberration eller stjärnaberration, och stjärnans verkliga position kallas dess geometriska position. Mindre förskjutningar är resultatet av jordens rotation; detta är känt som daglig aberration. Sekulär aberration är termen som används för att beskriva den astronomiska aberration som orsakas av solsystemets rörelse inom galaxen; även om den har en effekt på de synbara positionerna för mycket avlägsna stjärnor och andra galaxer, är den väldigt liten och tas vanligtvis inte med i beräkningen. Vid beräkning av stjärnaberration behöver endast jordens rörelse beaktas; emellertid, planetarisk aberration – som påverkar planeternas skenbara positioner – är resultatet av både jordens och planeternas rörelse, så båda måste inkluderas för att beräkna det korrekta värdet.