Тема 4. НЕБЕСНА СФЕРА. АСТРОНОМІЧНІ СИСТЕМИ КООРДИНАТ

4.1. НЕБЕЗНА СФЕРА

Небесна сфера - Уявна сфера довільного радіусу, на яку проектуються небесні світила. Служить на вирішення різних астрометричних завдань. За центр небесної сфери, як правило, сприймають око спостерігача. Для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, обертання небесної сфери відтворює добовий рух світил на небі.

Уявлення про Небесну сферу виникло в давнину; в основу його лягло зорове враження про існування купоподібного небесного склепіння. Це враження пов'язане з тим, що в результаті величезної віддаленості небесних світил людське око не в змозі оцінити відмінності в відстанях до них, і вони однаково видалені. У стародавніх народів це асоціювалося з наявністю реальної сфери, що обмежує весь світ і несе на своїй поверхні численні зірки. Отже, у тому уявленні небесна сфера була найважливішим елементом Всесвіту. З розвитком наукових знаньтакий погляд на небесну сферу відпав. Проте закладена у давнину геометрія небесної сфери внаслідок розвитку та вдосконалення отримала сучасний вигляд, В якому і використовується в астрометрії.

Радіус небесної сфери може бути прийнятий будь-яким: з метою спрощення геометричних співвідношень його вважають рівним одиниці. Залежно від розв'язуваного завдання центр небесної сфери може бути поміщений у місце:

де знаходиться спостерігач (топоцентрична небесна сфера),

у центр Землі (геоцентрична небесна сфера),

у центр тієї чи іншої планети (планетоцентрична небесна сфера),

у центр Сонця (геліоцентрична небесна сфера) або в будь-яку ін. точку простору.

Кожному світилу на небесній сфері відповідає точка, у якій її перетинає пряма, що з'єднує центр небесної сфери зі світилом (з центром). При вивченні взаємного розташування та видимих ​​рухів світил на небесній сфері обирають ту чи іншу систему координат), що визначається основними точками та лініями. Останні, зазвичай, є великими колами небесної сфери. Кожне велике коло сфери має два полюси, що визначаються на ній кінцями діаметра, перпендикулярного до площини даного кола.

Назви найважливіших точок та дуг на небесній сфері

Вертикальна лінія (або вертикальна лінія) - пряма, що проходить через центри Землі та небесної сфери. Вертикальна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках – зеніті , над головою спостерігача, та надирі - Діаметрально протилежній точці.

Математичний обрій – велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії. Площина математичного горизонту проходить через центр небесної сфери та ділить її поверхню на дві половини: видимудля спостерігача, з вершиною в зеніті, та невидимуз вершиною в надирі. Математичний горизонт може не збігатися з видимим горизонтом унаслідок нерівності поверхні Землі та різною висотою точок спостереження, а також викривленням променів світла в атмосфері.

Рис. 4.1. Небесна сфера

Вісь миру – вісь видимого обертання небесної сфери, паралельна до осі Землі.

Вісь світу перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках – північному полюсі світу і південному полюсі світу .

Полюс світу - Крапка на небесній сфері, навколо якої відбувається видимий добовий рух зірок через обертання Землі навколо своєї осі. Північний полюс світу знаходиться у сузір'ї Малої Ведмедиці, південний у сузір'ї Октант. В результаті прецесіїполюси світу зміщуються приблизно на 20" на рік.

Висота полюса світу дорівнює широті місця спостерігача. Полюс світу, розташований у надгоризонтній частині сфери, називається підвищеним, інший полюс світу, що знаходиться в підгоризонтній частині сфери, називається зниженим.

Небесний екватор – велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до осі світу. Небесний екватор ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі: північне півкуля , з вершиною в північному полюсі світу, та Південна півкуля з вершиною в південному полюсі світу.

Небесний екватор перетинається з математичним горизонтом у двох точках: точці сходу і точці заходу . Точкою сходу називається та, в якій точки небесної сфери, що обертається, перетинають математичний горизонт, переходячи з невидимої півсфери в видиму.

Небесний меридіан – велике коло небесної сфери, площина якого проходить через вертикальну лінію та вісь світу. Небесний меридіан ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі. східна півкуля , з вершиною в точці сходу, і західна півкуля з вершиною в точці заходу.

Південна лінія – лінія перетину площини небесного меридіана та площини математичного горизонту.

Небесний меридіан перетинається з математичним горизонтом у двох точках: точці півночі і точці півдня . Крапкою півночі називається та, що ближче до північного полюса світу.

Екліптика - Траєкторія видимого річного руху Сонця по небесній сфері. Площина екліптики перетинається з площиною небесного екватора з точки ε = 23°26".

Екліптика перетинається із небесним екватором у двох точках – весняного і осіннього рівнодення . У точці весняного рівнодення Сонце переходить із південної півкулі небесної сфери у північну, у точці осіннього рівнодення - із північної півкулі небесної сфери у південну.

Точки екліптики, що віддаляються від точок рівнодення на 90°, називаються точкою літнього сонцестояння (у північній півкулі) та точкою зимового сонцестояння (У південній півкулі).

Ось екліптики – діаметр небесної сфери, перпендикулярний до площини екліптики.

4.2. Основні лінії та площини небесної сфери

Вісь екліптики перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках – північному полюсі екліптики , що лежить у північній півкулі, та південному полюсі екліптики, що лежить у південній півкулі.

Альмукантарат (араб. коло рівних висот) світила - мале коло небесної сфери, що проходить через світило, площина якого паралельна площині математичного горизонту.

Коло висоти або вертикальний коло або вертикал світила - велике півколо небесної сфери, що проходить через зеніт, світило і надір.

Добова паралель світила - мале коло небесної сфери, що проходить через світило, площина якого паралельна площині небесного екватора. Видимі добові рухи світил відбуваються за добовими паралелями.

Коло відмінювання світила – велике півколо небесної сфери, що проходить через полюси світу та світило.

Коло еліптичної широти , або просто коло широти світила – велике півколо небесної сфери, що проходить через полюси екліптики та світило.

Коло галактичної широти світила – велике півколо небесної сфери, що проходить через галактичні полюси та світило.

2. АСТРОНОМІЧНІ СИСТЕМИ КООРДИНАТ

Система небесних координат використовується в астрономії для опису положення світил на небі або точок на небесній сфері. Координати світил або точок задаються двома кутовими величинами (або дугами), які однозначно визначають положення об'єктів на небесній сфері. Таким чином, система небесних координат є сферичною системою координат, у якій третя координата – відстань – часто невідома та не грає ролі.

Системи небесних координат відрізняються одна від одної вибором основної площини. Залежно від завдання, може бути зручнішим використовувати ту чи іншу систему. Найчастіше використовуються горизонтальна та екваторіальна системи координат. Рідше – еліптична, галактична та інші.

Горизонтальна система координат

Горизонтальна система координат (горизонтна) – це система небесних координат, у якій основною площиною є площина математичного горизонту, а полюсами – зеніт та надір. Вона застосовується при спостереженнях зірок та руху небесних тілСонячної системи на території неозброєним оком, у бінокль або телескоп. Горизонтальні координати планет, Сонця та зірок безперервно змінюються протягом доби через добове обертання небесної сфери.

Лінії та площини

Горизонтальна система координат завжди топоцентрична. Спостерігач завжди знаходиться у фіксованій точці на поверхні землі (позначена буквою O на малюнку). Припускатимемо, що спостерігач знаходиться в Північній півкулі Землі на широті φ. За допомогою виска визначається напрямок на зеніт (Z), як верхня точка, в яку направлений вивіс, а надір (Z") - як нижня (під Землею). Тому і лінія (ZZ"), що з'єднує зеніт і надир називається прямовисною лінією.

4.3. Горизонтальна система координат

Площина, перпендикулярна до прямовисної лінії у точці O називається площиною математичного горизонту. На цій площині визначається напрямок на південь (географічний) і північ, наприклад, у напрямку найкоротшої за день тіні від гномона. Найкоротшою вона буде в справжній полудень, і лінія (NS), що з'єднує південь із півночі, називається південною лінією. Крапки сходу (E) і заходу (W) беруться віддаленими на 90 градусів від точки півдня відповідно проти та по ходу годинної стрілки, якщо дивитися з зеніту. Таким чином, NESW – площина математичного горизонту

Площина, що проходить через полуденну та стрімку лінії (ZNZ"S) називається площиною небесного меридіана , А площина, що проходить через небесне тіло – площиною вертикалу цього небесного тіла . Велике коло, яким вона перетинає небесну сферу, називається вертикалом небесного тіла .

У горизонтальній системі координат однією координатою є або висота світила h, або його зенітна відстань z. Іншою координатою є азимут A.

Висотою h світила називається дуга вертикалу світила від площини математичного горизонту до напряму на світило. Висоти відраховуються в межах від 0° до +90° до зеніту та від 0° до −90° до надира.

Зенітною відстанню z світила називається дуга вертикалу світила від зеніту до світила. Зенітні відстані відраховуються в межах від 0 до 180 від зеніту до надира.

Азимут A світила називається дуга математичного горизонту від точки півдня до вертикалу світила. Азимути відраховуються у бік добового обертання небесної сфери, тобто на захід від точки півдня, не більше від 0° до 360°. Іноді азимути відраховуються від 0 ° до +180 ° на захід і від 0 ° до -180 ° на схід (в геодезії азимути відраховуються від точки півночі).

Особливості зміни координат небесних тіл

За добу зірка описує коло, перпендикулярне осі світу (PP"), яка на широті φ нахилена до математичного горизонту на кут φ. Тому вона рухатиметься паралельно математичному горизонту лише при φ рівному 90 градусів, тобто на Північному полюсі. Тому всі зірки, видимі там, будуть незахідними (у тому числі і Сонце протягом півроку, див. довгота дня), а їх висота h буде постійною.

західні та висхідні (h протягом доби проходить через 0)

незахідні (h завжди більше 0)

невисхідні (h завжди менше 0)

Максимальна висота h зірки буде спостерігатися щодня при одному з двох її проходжень через небесний меридіан – верхній кульмінації, а мінімальна – при другому їх – нижній кульмінації. Від нижньої до верхньої кульмінації висота h зірки збільшується, від верхньої до нижньої – зменшується.

Перша екваторіальна система координат

У цій системі основною площиною є площина небесного екватора. Однією координатою при цьому є відмінювання δ (рідше – полярна відстань p). Іншою координатою – годинний кут t.

Схиленням δ світила називається дуга кола відмінювання від небесного екватора до світила, або кут між площиною небесного екватора та напрямком на світило. Відміни відраховуються в межах від 0° до +90° до північного полюса світу та від 0° до −90° до південного полюса світу.

4.4. Екваторіальна система координат

Полярною відстанню p світила називається дуга кола відмінювання від північного полюса світу до світила, або кут між віссю світу та напрямком на світило. Полярні відстані відраховуються в межах від 0 до 180 від північного полюса світу до південного.

Годинним кутом t світила називається дуга небесного екватора від верхньої точки небесного екватора (тобто точки перетину небесного екватора з небесним меридіаном) до кола відмінювання світила, або двогранний кутміж площинами небесного меридіана та кола відмінювання світила. Вартові кути відраховуються у бік добового обертання небесної сфери, тобто на захід від верхньої точки небесного екватора, в межах від 0° до 360° (в градусній мірі) або від 0h до 24h (в часовій мірі). Іноді годинні кути відраховуються від 0° до +180° (від 0h до +12h) на захід і від 0° до −180° (від 0h до −12h) на схід.

Друга екваторіальна система координат

У цій системі, як і в першій екваторіальній, основною площиною є площина небесного екватора, а однією координатою – відмінювання δ (рідше – полярна відстань p). Іншою координатою є пряме сходження α. Прямим сходженням (RA, α) світила називається дуга небесного екватора від точки весняного рівнодення до кола відмінювання світила, або кут між напрямком на точку весняного рівнодення та площиною кола відмінювання світила. Прямі сходження відраховуються у бік, протилежний добовому обертанню небесної сфери, в межах від 0° до 360° (у градусній мірі) або від 0h до 24h (у годинній мірі).

RA – астрономічний еквівалент земної довготи. І RA і довгота вимірюють кут схід-захід вздовж екватора; обидві заходи беруть відлік від нульового пункту на екваторі. Для довготи, нульовий пункт – нульовий меридіан; для RA нульовою відміткою є місце на небі, де Сонце перетинає небесний екватор на весняне рівнодення.

Відмінювання (δ) в астрономії – одна з двох координат екваторіальної системи координат. Рівняється кутової відстані на небесній сфері від площини небесного екватора до світила і зазвичай виявляється у градусах, хвилинах та секундах дуги. Схиляння позитивно на північ від небесного екватора та негативне на південь. У відмінювання завжди вказується знак, навіть якщо відмінювання позитивне.

Відмінювання небесного об'єкта, що проходить через зеніт, дорівнює широті спостерігача (якщо вважати північну широту зі знаком +, а південну негативною). У північній півкулі Землі для заданої широти φ небесні об'єкти зі відміною

δ > +90° − φ не заходять за обрій, тому називаються незахідними. Якщо ж відмінювання об'єкта δ

Екліптична система координат

У цій системі основною площиною є площина екліптики. Однією координатою є еліптична широта β, а інший – еліптична довгота λ.

4.5. Зв'язок еліптичної та другої екваторіальної систем координат

Екліптичною широтою β світила називається дуга кола широти від екліптики до світила, або кут між площиною екліптики та напрямком на світило. Екліптичні широти відраховуються в межах від 0 до +90 до північного полюса екліптики і від 0 до -90 до південного полюса екліптики.

Екліптичною довготою λ світила називається дуга екліптики від точки весняного рівнодення до кола широти світила, або кут між напрямком на точку весняного рівнодення та площиною кола широти світила. Екліптичні довготи відраховуються у бік видимого річного руху Сонця з екліптики, тобто на схід від точки весняного рівнодення не більше від 0° до 360°.

Галактична система координат

У цій системі основною площиною є площина нашої Галактики. Однією координатою є галактична широта b, а інший – галактична довгота l.

4.6. Галактична та друга екваторіальна системи координат.

Галактичною широтою b світила називається дуга кола галактичної широти від екліптики до світила, або кут між площиною галактичного екватора та напрямком на світило.

Галактичні широти відраховуються в межах від 0 до +90 до північного галактичного полюса і від 0 до -90 до південного галактичного полюса.

Галактичною довготою l світила називається дуга галактичного екватора від точки початку відліку C до кола галактичної широти світила, або кут між напрямком на точку початку відліку C та площиною кола галактичної широти світила. Галактичні довготи відраховуються проти годинникової стрілки, якщо дивитися з північного галактичного полюса, тобто на схід від точки початку відліку C в межах від 0 ° до 360 °.

Точка початку відліку C знаходиться поблизу напрямку на галактичний центр, але не збігається з ним, оскільки останній, внаслідок невеликої піднесеності Сонячної системи над площиною галактичного диска, лежить приблизно на 1° на південь від галактичного екватора. Точку початку відліку C вибирають таким чином, щоб точка перетину галактичного та небесного екваторів з прямим сходженням 280° мала галактичну довготу 32,93192° (на епоху 2000).

координат. ... на матеріалі теми « Небесна сфера. Астрономічні координати». Сканування зображень з астрономічнимзмістом. Мапа...

«Розробка пілотного проекту модернізованої системи місцевих систем координат суб'єктів федерацій»

Документ

Відповідним рекомендаціям міжнародних астрономічнійта геодезичної організацій... зв'язку земного та небесноїсистем координат), з періодичною зміною... сфердіяльності, що використовують геодезію та картографію. "Місцеві системи координатСуб'єктів...

Млечномеда – Філософія Сефірного сонцеалізму 21 Століття

Документ

Тимчасової Координатом, доповнена Традиційною КоординатомВогненною... , на небесної сфері- 88 сузір'ї... хвилями, або циклами, - астрономічними, астрологічними, історичними, духовними... системи. В системіпізнання виявляються...

Простір подій

Документ

Рівноденства на небесної сферінавесні 1894 року Згідно астрономічнимдовідникам, точка... обертальні координати. Поступальний та обертальний рух. Системивідліку як з поступальними, так і обертальними системами координат. ...

ТЕСТ . Небесна сфера (Гомуліна Н.М.)

1. Небесна сфера – це:
А) уявна сфера нескінченно великого радіусу, описана навколо центру Галактики;
Б) кришталева сфера, де за уявленням стародавніх греків прикріплені світила;
В) уявна сфера довільного радіусу, центром якої є око спостерігача.
Г) уявна сфера – умовна межа нашої Галактики.

2. Небесна сфера:
А) нерухома, її внутрішньої поверхні рухаються Сонце, Земля, інші планети та його супутники;
Б) обертається навколо осі, що проходить через центр Сонця, період обертання небесної сфери дорівнює періоду обертання Землі навколо Сонця, тобто одного року;
В) обертається навколо земної осі з періодом рівним періоду обертання Землі навколо осі, тобто. однією добою;
Г) обертається навколо центру Галактики, період обертання небесної сфери дорівнює періоду обертання Сонця навколо центру Галактики.

3. Причиною добового обертання небесної сфери є:
А) Власний рух зірок;
Б) Обертання Землі навколо осі;
В) Рух Землі навколо Сонця;
Г) Рух Сонця навколо центру Галактики.

4. Центр небесної сфери:
А) збігається із оком спостерігача;
Б) збігається із центром Сонячної системи;
В) збігається із центром Землі;
Г) збігається із центром Галактики.

5. Північний полюс світу в даний час:
А) збігається із Полярною зіркою;
Б) знаходиться в 1°,5 від Малої Ведмедиці;
В) знаходиться біля найяскравішої зірки всього небосхилу - Сіріуса;
Г) знаходиться у сузір'ї Ліри біля зірки Вега.

6. Сузір'я Великої Ведмедиці здійснює повний оборот навколо Полярної зірки за рівний час
а) однієї ночі;
Б) однією добою;
В) одного місяця;
г) одного року.

7. Ось миру це:
А) лінія, що проходить через зеніт Z та надір Z" і проходить через око спостерігача;
Б) лінія, що з'єднує точки півдня S та півночі N і проходить через око спостерігача;
В) лінія, що з'єднує точки сходу E та заходу W і проходить через око спостерігача;
Г) Лінія, що з'єднує полюси світу Р і Р і проходить через око спостерігача.

8. Полюсами світу називаються точки:
А) точки півночі N та півдня S.
Б) точки сходу E та заходу W.
В) точки перетину осі світу з небесною сферою Р та Р";
Г) північний та південний полюси Землі.

9. Точкою зеніту називається:

10. Точкою надиру називається:
А) точка перетину небесної сфери з прямовисною лінією, що знаходиться над горизонтом;
Б) точка перетину небесної сфери з прямовисною лінією, що знаходиться під горизонтом;
В) точка перетину небесної сфери з віссю світу, що у північній півкулі;
Г) точка перетину небесної сфери з віссю світу, що у південному півкулі.

11. Небесним меридіаном називається:
А) площина, що проходить через полуденну лінію NS;
Б) площина, перпендикулярна до осі світу Р і Р";
В) площина, перпендикулярна вертикальній лінії, що проходить через зеніт Z та надір Z";
Г) площина, що проходить через точку півночі N, полюси світу Р та Р", зеніт Z, точку півдня S.

12. Південною лінією називають:
А) лінію, що з'єднує точки сходу E та заходу W;
Б) лінію, що з'єднує точки півдня S та півночі N;
В) лінію, що з'єднує точки полюса світу Р та полюса світу Р";
Г) лінію, що з'єднує точки зеніту Z та надиру Z".

13. Бачні шляхи зірок, при русі небом паралельні
а) небесному екватору;
Б) небесному меридіану;
В) екліптики;
г) горизонту.

14. Верхня кульмінація – це:
А) становище світила, у якому висота над горизонтом мінімальна;
Б) проходження світила через точку зеніту Z;
В) проходження світила через небесний меридіан та досягнення найбільшої висотинад обрієм;
Г) проходження світила на висоті, що дорівнює географічній широтімісця спостереження.

15. В екваторіальній системі координат основною площиною та основною точкою є:
А) площина небесного екватора та точка весняного рівнодення g;
Б) площина горизонту та точка півдня S;
В) площина меридіана та точка півдня S;
Г) площину екліптики та точка перетину екліптики та небесного екватора.

16. Екваторіальними координатами є:
А) відмінювання та пряме сходження;
Б) зенітна відстань та азимут;
В) висота та азимут;
Г) зенітна відстань та пряме сходження.

17. Кут між віссю світу та земною віссю дорівнює: А) 66 °, 5; Б) 0 °; В) 90 °; Г) 23 °, 5.

18. Кут між площиною небесного екватора та віссю світу дорівнює: А) 66 °, 5; Б) 0 °; В) 90 °; Г) 23 °, 5.

19. Кут нахилу земної осі до площини земної орбіти дорівнює: А) 66 °, 5; Б) 0 °; В) 90 °; Г) 23 °, 5.

20. Де Землі добовий рух зірок відбувається паралельно площині горизонту?
А) на екваторі;
Б) на середніх широтах північної півкулі Землі;
В) на полюсах;
г) на середніх широтах південної півкулі Землі.

21. Де ви шукали б Полярну зірку, якби ви знаходилися на екваторі?
А) у точці зеніту;

В) на горизонті;

22. Де ви шукали б Полярну зірку, якби ви знаходилися на північному полюсі?
А) у точці зеніту;
Б) на висоті 45 ° над горизонтом;
В) на горизонті;
г) на висоті, що дорівнює географічній широті місця спостереження.

23. Сузір'ям називається:
А) певна фігура із зірок, у яку зірки об'єднані умовно;
Б) ділянку піднебіння з встановленими межами;
В) обсяг конуса (зі складною поверхнею), що йде в нескінченність, вершина якого збігається з оком спостерігача;
Г) лінії, що з'єднують зірки.

24. Якщо зірки в нашій Галактиці рухаються в різних напрямках, причому відносна швидкість руху зірок досягає сотні кілометрів на секунду, слід очікувати, що обриси сузір'їв помітно змінюються:
а) протягом одного року;
Б) за час, що дорівнює середній тривалості людського життя;
В) за століття;
Г) за тисячоліття.

25. Усього на небі налічується сузір'їв: А)150; Б) 88; В)380; Г)118.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
В	В	Б	А	Б	Б	Г	В	А	Б	Г	Б	А	В	А	А	Б	В	А	В	В	А	Б	Г	Б

Нам здається, що всі зірки розташовані на деякій кульовій поверхні небосхилу і однаково віддалені від спостерігача. Насправді вони знаходяться від нас на різних відстанях, які такі величезні, що очі не можуть помітити ці відмінності. Тому уявну кульову поверхню стали називати небесною сферою.

Небесна сфера- це уявна сфера довільного радіусу, центр якої залежно від розв'язуваного завдання поєднується з тією чи іншою точкою простору. Центр небесної сфери може бути обраний у місці спостереження (око спостерігача), в центрі Землі або Сонця і т. д. Поняттям небесної сфери користуються для кутових вимірів, вивчення взаємного розташування і руху космічних об'єктів на небі.

На поверхню небесної сфери проектуються видимі положення всіх світил, а зручності вимірювань будують у ньому ряд точок і ліній. Наприклад, деякі із зірок «ковша» Великої Ведмедиці знаходяться далеко одна від одної, але для земного спостерігача вони проектуються на ту саму ділянку небесної сфери.

Пряма, що проходить через центр небесної сфери і збігається з напрямком нитки схилу в місці спостереження, називається прямовиснийабо вертикальною лінією. Вона перетинає небесну сферу в точках зеніту(верхня точка перетину прямовисної лінії з небесною сферою) та надира(Точка небесної сфери, протилежна зеніту). Площина, що проходить через центр небесної сфери і перпендикулярна до прямовисної лінії, називається площиною істинногоабо математичного горизонту.

Вертикальне коло, або вертикал світила, - це велике коло небесної сфери, що проходить через зеніт, світило та надір.

Вісь миру- Пряма, що проходить через центр небесної сфери паралельно осі обертання Землі, що перетинає небесну сферу в двох діаметрально протилежних точках.

Крапка перетину осі світу з небесною сферою, поблизу якої знаходиться Полярна зірка, називається Північним полюсом світу, протилежна точка - Південним полюсом світу. Полярна зірка віддалена від Північного полюса світу на кутовій відстані близько 1° (точніше 44").

Велике коло, що проходить через центр небесної сфери і перпендикулярне до осі світу, називають небесним екватором. Він поділяє небесну сферу на дві частини: Північна півкуляз вершиною у Північному полюсі світу та Південне- з вершиною у Південному полюсі світу.

Коло відмінисвітила - велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу та світило.

Добова паралель- мале коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до осі світу.

Велике коло небесної сфери, що проходить через точки зеніту, надиру та полюси світу, називається небесним меридіаном. Небесний меридіан перетинається зі справжнім горизонтом у двох діаметрально протилежних точках. Крапка перетину істинного горизонту та небесного меридіана, найближча до Північного полюса світу, називається точкою півночі. Крапка перетину істинного горизонту та небесного меридіана, найближча до Південного полюса світу, називається точкою півдня. Лінія, що сполучає точки півночі та півдня, називається південною лінією. Вона лежить на поверхні справжнього горизонту. У напрямку полуденної лінії падають тіні від предметів опівдні.

З небесним екватором істинний горизонт також перетинається у двох діаметрально протилежних точках. точці сходуі точці заходу. Для спостерігача, що стоїть у центрі небесної сфери обличчям до точки півночі, точка сходу розташована праворуч, а точка заходу - ліворуч. Пам'ятаючи це правило, легко орієнтуватись на місцевості.

Бачний річний шлях Сонця серед зірок називається екліптикою. У площині екліптики лежить шлях Землі навколо Сонця, тобто її орбіта. Вона нахилена до небесного екватора під кутом 23°27" і перетинає його в точках весняного (♈, близько 21 березня) та осіннього (♎, близько 23 вересня) рівнодення.

§ 48. Небесна сфера. Основні точки, лінії та кола на небесній сфері

Небесною сферою називають сферу будь-якого радіусу із центром у довільній точці простору. За її центр, залежно від постановки завдання, сприймають око спостерігача, центр інструменту, центр Землі тощо.

Розглянемо основні точки та кола небесної сфери, за центр Про яку прийнято око спостерігача (рис. 72). Через центр небесної сфери проведемо вертикальну лінію. Точки перетину прямовисної лінії зі сферою називають зенітом Z та надиром п.

Рис. 72.

Площина, що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до прямовисної лінії, називають площиною щирого горизонту.Ця площина, перетинаючи з небесною сферою, утворює коло великого кола, яке називається справжнім горизонтом. Останній ділить небесну сферу на дві частини: надгоризонтну та підгоризонтну.

Пряму, що проходить через центр небесної сфери паралельно до земної осі, називають вісьмою світу. Крапки перетину осі світу з небесною сферою називаються полюсами світу.Один з полюсів, відповідно до полюсів Землі, називають північним полюсом світу і позначають Pn, інший - південним полюсом світу Ps.

Площина QQ", що проходить через центр небесної сфери перпендикулярно до осі світу, називають площиною небесного екватора.Ця площина, що перетинається з небесною сферою, утворює коло великого кола - небесний екватор,який ділить небесну сферу на північну та південну частини.

Велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу, зеніт та надир, називають меридіаном спостерігача PN nPsZ. Вісь світу ділить меридіан спостерігача на полуденну PN ZPs та північну PN nPs частини.

Меридіан спостерігача перетинається з істинним горизонтом у двох точках: точці півночі N та точці півдня S. Пряму, що сполучає точки півночі та півдня, називають південною лінією.

Якщо з центру сфери дивитися в точку N, то справа буде точка сходу O st , а ліворуч - точка заходу W. Малі кола небесної сфери аа, паралельні площині істинного горизонту, називають альмукантарат;малі bb" паралельні площині небесного екватора, - небесними паралелями.

Кола небесної сфери Zon, що проходять через точки зеніту та надиру, називають вертикалами.Вертикал, що проходить через точки сходу та заходу, називають першим вертикалом.

Кола небесної сфери PNoPs, що проходять через полюси світу, називають колами відмінювання.

Меридіан спостерігача є одночасно вертикалом та колом відмінювання. Він ділить небесну сферу на дві частини – східну та західну.

Полюс світу, розташований над горизонтом (під горизонтом), називають підвищеним (зниженим) полюсом світу. Назва підвищеного полюса світу завжди однойменно з найменуванням широти місця.

Вісь світу з площиною істинного горизонту становить кут, що дорівнює географічної широти місця.

Розташування світил на небесній сфері визначають за допомогою сферичних координатних систем. У морехідної астрономії застосовуються горизонтна та екваторіальна системи координат.

2.1.1. Основні площини, лінії та точки небесної сфери

Небесною сферою називається уявна сфера довільного радіусу з центром у вибраній точці спостереження, на поверхні якої розташовані світила так, як вони видніться на небі в певний момент часу з цієї точки простору. Щоб правильно уявляти астрономічне явище, необхідно вважати радіус небесної сфери набагато більше радіуса Землі (R сф >> R Землі), тобто думати, що спостерігач знаходиться в центрі небесної сфери, причому одна і та ж точка небесної сфери (одна і та ж зірка) видно з різних місцьземної поверхні за паралельними напрямками.

Під небесним склепінням чи небом зазвичай розуміють внутрішню поверхнюнебесної сфери, яку проектуються небесні тіла (світила). Для спостерігача Землі вдень у небі видно Сонце, іноді Місяць, ще рідше Венера. У безхмарну ніч видно зірки, Місяць, планети, іноді комети та інші тіла. Зірок, видимих ​​неозброєним оком, близько 6000. Взаємне розташуваннязірок майже не змінюється через великі відстані до них. Небесні тіла, що відносяться до Сонячної системи, змінюють своє положення щодо зірок та одне одного, що визначається їх помітним кутовим та лінійним добовим та річним усуненням.

Небесне склепіння обертається як єдине ціле з усіма світилами, що знаходяться на ньому, біля уявної осі. Це обертання – добове. Якщо спостерігати добове обертання зірок у північній півкулі Землі та обличчям стояти до північного полюса, то обертання неба відбуватиметься проти годинникової стрілки.

Центр Про небесну сферу – точка спостереження. Пряма ZOZ", що збігається з напрямком нитки схилу в місці спостереження, називається прямовисною або вертикальною лінією. Вертикальна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери в двох точках: в зеніті Z, над головою спостерігача, і в діаметрально протилежній точці Z" - надирі. Велике коло небесної сфери (SWNE), площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії, називається математичним або справжнім горизонтом. Математичний горизонт – площина, що стосується поверхні Землі у точці спостереження. Мале коло небесної сфери (аМа"), що проходить через світило М, і площина якого паралельна площині математичного горизонту, називається альмукантаратом світила. Велике півколо небесної сфери ZMZ" називається кругом висоти, вертикальним кругом, або просто вертикалом світила.

Діаметр РР, навколо якого відбувається обертання небесної сфери, називається віссю світу. у південному полюсі світу Р". Вісь світу нахилена до площини математичного горизонту під кутом, що дорівнює географічній широті точки спостереження φ. Велике коло небесної сфери QWQ"E, площина якого перпендикулярна до осі світу, називається небесним екватором. Мале коло небесної сфери (bМb"), площина якого паралельна площині небесного екватора, називається небесною або добовою паралеллю світила М. годинним колом або колом відмінювання світила.

Небесний екватор перетинається з математичним горизонтом у двох точках: у точці сходу Е та у точці заходу W. Кола висот, що проходять через точки сходу та заходу, називаються першими вертикалами – східним та західним.

Велике коло небесної сфери PZQSP"Z"Q"N, площина якого проходить через прямовисну лінію і вісь світу, називається небесним меридіаном. у точці півночі N та у точці півдня S. Небесний меридіан перетинається з небесним екватором також у двох точках: у верхній точці екватора Q, яка ближче до зеніту, та у нижній точці екватора Q”, яка ближче до надира.

2.1.2. Світила, їхня класифікація, видимі рухи.
Зірки, Сонце та Місяць, планети

Для того, щоб орієнтуватися небом, яскраві зірки об'єднані в сузір'я. Усього сузір'їв у небі 88, у тому числі 56 видно спостерігача, що у середніх широтах північного півкулі Землі. Усі сузір'я мають власні імена, пов'язані з назвами тварин (Велика Ведмедиця, Лев, Дракон), іменами героїв грецької міфології(Кассіопея, Андромеда, Персей) або назвами предметів, обриси яких нагадують (Північна Корона, Трикутник, Терези). Окремі зірки у сузір'ях позначаються буквами грецького алфавіту, а найяскравіші їх (близько 200) отримали «власні» імена. Наприклад, α Великого пса- "Сіріус", α Оріона - "Бетельгейзе", β Персея - "Алголь", α Малої Ведмедиці - "Полярна зірка", біля якої знаходиться точка північного полюса світу. Шляхи Сонця та Місяця на тлі зірок майже співпадають і приходять по дванадцяти сузір'ям, які отримали назви зодіакальних, оскільки більшість з них зветься тварин (від грец. «Зоон» – тварина). До них відносяться сузір'я Овна, Тельця, Близнюків, Рака, Лева, Діви, Терезів, Скорпіона, Стрільця, Козерога, Водолія та Риб.

Траєкторія руху Марса по небесній сфері у 2003 році

Сонце і Місяць також сходять і заходять протягом доби, але, на відміну від зірок, різних точкахгоризонту протягом року. З нетривалих спостережень можна побачити, що Місяць переміщається і натомість зірок, пересуваючись із заходу Схід зі швидкістю близько 13° на добу, здійснюючи повне коло по небу за 27,32 діб. Сонце також проходить цей шлях, але протягом року переміщаючись зі швидкістю 59" на добу.

Ще в давнину було помічено 5 світил, схожих на зірки, але «блукають» по сузір'ях. Вони були названі планетами – «блукаючими світилами». Пізніше були відкриті ще 2 планети та велика кількістьдрібніших небесних тіл (карликових планет, астероїдів).

Планети більшу частину часу переміщуються зодіакальними сузір'ями із заходу на схід (прямий рух), але частину часу – зі сходу на захід (поп'ятний рух).

Ви не можете підтримувати відео tag. Рух зірок по небесній сфері