Всички небесни тела са на необичайно големи и много различни разстояния от нас. Но за нас те изглеждат еднакво отдалечени и сякаш разположени на определена сфера. При решаването на практически задачи в авиационната астрономия е важно да се знае не разстоянието до звездите, а тяхното положение върху небесната сфера в момента на наблюдение.

Небесната сфера е въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. При разглеждане на небесната сфера нейният център се комбинира с окото на наблюдателя. Размерите на Земята се пренебрегват, така че центърът на небесната сфера често се комбинира и с центъра на Земята. Светилата се нанасят върху сферата в такава позиция, в която са видими в небето в определен момент от дадена точка на местоположението на наблюдателя.

Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове. На фиг. 1.1 кръг с произволен радиус изобразява небесна сфера, в центъра на която, обозначена с точка O, се намира наблюдателят. Помислете за основните елементи на небесната сфера.

Вертикалът на наблюдателя е права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит Z - точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир Z" - точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, противоположна на зенита.

Истинският хоризонт С И ЮЗ З е голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикала на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтното полукълбо, в което се намира зенитът, и подхоризонтното полукълбо, в което се намира надирът.

Оста на света PP” е права линия, около която се извършва видимото дневно въртене на небесната сфера.

Ориз. 1.1. Основни точки, прави и окръжности на небесната сфера

Оста на света е успоредна на оста на въртене на Земята, а за наблюдател, разположен на един от полюсите на Земята, тя съвпада с оста на въртене на Земята. Видимото дневно въртене на небесната сфера е отражение на действителното дневно въртене на Земята около нейната ос.

Полюсите на света са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Небесният полюс, разположен в съзвездието Малка мечка, се нарича Северен небесен полюс R, а противоположният полюс се нарича Южен R.

Небесният екватор е голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на северното полукълбо, в което се намира Северният полюс на света, и южното полукълбо, в което се намира Южният полюс на света.

Небесният меридиан или меридианът на наблюдателя е голям кръг върху небесната сфера, преминаващ през полюсите на света, зенит и надир. Тя съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източното и западното полукълбо.

Северната и южната точка са пресечните точки на небесния меридиан с истинския хоризонт. Точката, която е най-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка на истинския хоризонт С, а точката, най-близка до Южния полюс на света, се нарича южна точка Ю. Точките на изток и запад са точките на пресичане на небесния екватор с истинския хоризонт.

Обедна линия - права линия в равнината на истинския хоризонт, свързваща точките на север и юг. Тази линия се нарича обяд, защото по обяд, местно истинско слънчево време, сянката от вертикалния полюс съвпада с тази линия, тоест с истинския меридиан на тази точка.

Южната и северната точка на небесния екватор са точките на пресичане на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича южна точка на небесния екватор, а точката, най-близка до северната точка на хоризонта, се нарича северна точка

Вертикалът на светилото или кръгът на височината е голям кръг на небесната сфера, минаващ през зенита, надира и светилото. Първият вертикал е вертикалът, минаващ през точките на изток и запад.

Кръгът на деклинацията или часовият кръг на светилото, PMP е голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на миоа и светилото.

Дневният паралел на светилото е малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на небесния екватор. Видимото дневно движение на светилата става по дневните паралели.

Алмукантарат на светилото AMAG - малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на истинския хоризонт.

Разглежданите елементи на небесната сфера намират широко приложение в авиационната астрономия.

§ 48. Небесна сфера. Основни точки, прави и окръжности на небесната сфера

Небесна сфера е сфера с произволен радиус с център в произволна точка в пространството. За негов център, в зависимост от постановката на проблема, вземете окото на наблюдателя, центъра на инструмента, центъра на Земята и т.н.

Помислете за основните точки и кръгове на небесната сфера, за центъра на които се приема окото на наблюдателя (фиг. 72). Начертайте отвес през центъра на небесната сфера. Пресечните точки на отвеса със сферата се наричат ​​зенит Z и надир n.

Ориз. 72.

Равнината, минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на отвеса, се нарича истинска равнина на хоризонта.Тази равнина, пресичаща се с небесната сфера, образува кръг от голям кръг, наречен истински хоризонт. Последният разделя небесната сфера на две части: надхоризонт и подхоризонт.

Права линия, минаваща през центъра на небесната сфера успоредно на земната ос, се нарича ос на света. Точките на пресичане на оста на света с небесната сфера се наричат полюсите на света.Единият от полюсите, съответстващ на полюсите на Земята, се нарича северен небесен полюс и се обозначава с Pn, а другият се нарича южен небесен полюс Ps.

Равнината QQ", минаваща през центъра на небесната сфера перпендикулярно на оста на света, се нарича равнина на небесния екватор.Тази равнина, пресичаща се с небесната сфера, образува кръг от голям кръг - небесен екватор,който разделя небесната сфера на северна и южна част.

Големият кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на света, зенит и надир, се нарича меридиан на наблюдателя PN nPsZ. Оста на света разделя меридиана на наблюдателя на обедни PN ZPs и среднощни PN nPs части.

Меридианът на наблюдателя се пресича с истинския хоризонт в две точки: северната точка N и южната точка S. Правата линия, свързваща северната и южната точка, се нарича обедна линия.

Ако погледнете от центъра на сферата към точка N, тогава източната точка O st ще бъде отдясно, а западната точка W ще бъде отляво. Малки кръгове на небесната сфера aa "успоредни на равнината на истински хоризонт се наричат алмукантарати;малък bb" успореден на равнината на небесния екватор, - небесни паралели.

Наричат ​​се окръжности на небесната сфера Zon, преминаващи през точките на зенита и надира вертикали.Вертикалът, минаващ през точките изток и запад, се нарича първи вертикал.

Окръжности на небесната сфера PNoPs, преминаващи през небесните полюси, се наричат деклинационни кръгове.

Меридианът на наблюдателя е както вертикал, така и кръг на деклинация. Той разделя небесната сфера на две части – източна и западна.

Полюсът на света, разположен над хоризонта (под хоризонта), се нарича повдигнат (спуснат) полюс на света. Името на издигнатия полюс на света винаги е едноименно с името на географската ширина на мястото.

Оста на света с равнината на истинския хоризонт сключва ъгъл, равен на географската ширина на мястото.

Положението на светилата върху небесната сфера се определя с помощта на сферични координатни системи. В морската астрономия се използват хоризонтални и екваториални координатни системи.

НЕБЕСНА СФЕРА
Когато наблюдаваме небето, всички астрономически обекти изглеждат разположени върху куполообразна повърхност, в центъра на която се намира наблюдателят. Този въображаем купол образува горната половина на една въображаема сфера, която се нарича "небесна сфера". Той играе основна роля при указване на позицията на астрономически обекти.

Въпреки че Луната, планетите, Слънцето и звездите се намират на различни разстояния от нас, дори най-близките от тях са толкова далеч, че не можем да преценим разстоянието им на око. Посоката към звездата не се променя, докато се движим по повърхността на Земята. (Вярно, то се променя леко, когато Земята се движи по своята орбита, но това паралактично изместване може да се забележи само с помощта на най-точни инструменти.) Струва ни се, че небесната сфера се върти, тъй като светилата изгряват на изток и разположен на запад. Причината за това е въртенето на Земята от запад на изток. Видимото въртене на небесната сфера се извършва около въображаема ос, която продължава оста на въртене на Земята. Тази ос пресича небесната сфера в две точки, наречени северен и южен „полюс на света“. Северният небесен полюс се намира на около градус от Полярната звезда, а близо до южния полюс няма ярки звезди.

Оста на въртене на Земята е наклонена с около 23,5° спрямо перпендикуляра, начертан към равнината на земната орбита (към равнината на еклиптиката). Пресечната точка на тази равнина с небесната сфера дава кръг - еклиптиката, видимият път на Слънцето за една година. Ориентацията на земната ос в пространството почти не се променя. Така всяка година през юни, когато северният край на оста е наклонен към Слънцето, то се издига високо в небето в Северното полукълбо, където дните стават дълги, а нощите къси. След като се премести на противоположната страна на орбитата през декември, Земята се обръща към Слънцето с южното полукълбо, а на нашия север дните стават къси, а нощите дълги.
Вижте същоСЕЗОНИ . Въпреки това, под влиянието на слънчевото и лунното привличане, ориентацията на земната ос все още постепенно се променя. Основното движение на оста, причинено от влиянието на Слънцето и Луната върху екваториалната изпъкналост на Земята, се нарича прецесия. В резултат на прецесията земната ос се върти бавно около перпендикуляра на орбиталната равнина, описвайки конус с радиус 23,5° за 26 хиляди години. Поради тази причина след няколко века полюсът вече няма да е близо до Полярната звезда. В допълнение, земната ос прави малки колебания, наречени нутация и свързани с елиптичността на орбитите на Земята и Луната, както и с факта, че равнината на лунната орбита е леко наклонена спрямо равнината на земната орбита. Както вече знаем, видът на небесната сфера през нощта се променя поради въртенето на Земята около оста си. Но дори и да наблюдавате небето по едно и също време през годината, видът му ще се промени поради въртенето на Земята около Слънцето. Отнема прибл. 3651/4 дни - приблизително един градус на ден. Между другото, ден, или по-скоро слънчев ден, е времето, през което Земята се завърта веднъж около оста си по отношение на Слънцето. Състои се от времето, необходимо на Земята да завърши завъртане по отношение на звездите ("звезден ден"), плюс малко време - около четири минути - необходимо за въртенето, за да компенсира орбиталното движение на Земята на ден с един градус. Така за една година ок. 3651/4 слънчеви дни и прибл. 3661/4 звезда.
Когато се гледа от определена точка
Земните звезди, разположени близо до полюсите, или винаги са над хоризонта, или никога не се издигат над него. Всички останали звезди изгряват и залязват и всеки ден изгряването и залязването на всяка звезда се случва 4 минути по-рано от предишния ден. Някои звезди и съзвездия изгряват на небето през нощта през зимата - ние ги наричаме "зима", а други - "лято". Така изгледът на небесната сфера се определя от три пъти: времето от деня, свързано с въртенето на Земята; време на годината, свързано с циркулацията около слънцето; епохата, свързана с прецесията (въпреки че последният ефект е трудно забележим "на око" дори за 100 години).
Координатни системи.Има различни начини за указване на положението на обектите на небесната сфера. Всеки от тях е подходящ за задачи от определен тип.
Alt-азимутна система.За да се посочи позицията на обект в небето по отношение на земните обекти около наблюдателя, се използва "алт-азимут" или "хоризонтална" координатна система. Показва ъгловото разстояние на обекта над хоризонта, наречено "височина", както и неговия "азимут" - ъгловото разстояние по хоризонта от условна точка до точка непосредствено под обекта. В астрономията азимутът се измерва от точка от юг на запад, а в геодезията и навигацията - от точка от север на изток. Ето защо, преди да използвате азимута, трябва да разберете в коя система е посочен. Точката в небето точно над главата има височина 90 ° и се нарича "зенит", а точката, диаметрално противоположна на нея (под краката) се нарича "надир". За много задачи е важен голям кръг от небесната сфера, наречен "небесен меридиан"; преминава през зенита, надира и небесните полюси и пресича хоризонта в точки на север и юг.
екваториална система.Поради въртенето на Земята, звездите непрекъснато се движат спрямо хоризонта и кардиналните точки, а координатите им в хоризонталната система се променят. Но за някои задачи на астрономията координатната система трябва да бъде независима от позицията на наблюдателя и времето на деня. Такава система се нарича "екваториална"; неговите координати приличат на географски ширини и дължини. При него равнината на земния екватор, разширена до пресечната точка с небесната сфера, задава главния кръг - "небесния екватор". „Деклинацията“ на една звезда наподобява географската ширина и се измерва с нейното ъглово разстояние на север или юг от небесния екватор. Ако звездата се вижда точно в зенита, тогава географската ширина на мястото на наблюдение е равна на деклинацията на звездата. Географската дължина съответства на "правото изкачване" на звездата. Измерва се на изток от точката на пресичане на еклиптиката с небесния екватор, която Слънцето минава през март, в деня на началото на пролетта в Северното полукълбо и есента в Южното. Тази важна за астрономията точка се нарича "първа точка на Овен" или "точка на пролетното равноденствие" и се обозначава със знака
други системи.За някои цели се използват и други координатни системи на небесната сфера. Например, когато изучават движението на телата в Слънчевата система, те използват координатна система, чиято основна равнина е равнината на земната орбита. Структурата на Галактиката се изучава в координатна система, чиято основна равнина е екваториалната равнина на Галактиката, представена на небето от кръг, минаващ по Млечния път.
Сравнение на координатни системи.Най-важните подробности за хоризонталната и екваториалната система са показани на фигурите. В таблицата тези системи са сравнени с географската координатна система.
Преход от една система към друга.Често има нужда да се изчислят нейните екваториални координати от алт-азимутните координати на звезда и обратно. За да направите това, е необходимо да знаете момента на наблюдение и позицията на наблюдателя на Земята. Математически проблемът се решава с помощта на сферичен триъгълник с върхове в зенита, северния небесен полюс и звездата X; той се нарича "астрономически триъгълник". Ъгълът с връх на северния полюс на света между меридиана на наблюдателя и направлението към всяка точка от небесната сфера се нарича "часов ъгъл" на тази точка; измерва се на запад от меридиана. Часовият ъгъл на пролетното равноденствие, изразен в часове, минути и секунди, се нарича "звездно време" (Si. T. - звездно време) в точката на наблюдение. И тъй като правото изкачване на звезда също е полярният ъгъл между посоката към нея и към пролетното равноденствие, тогава звездното време е равно на правилното изкачване на всички точки, лежащи на меридиана на наблюдателя. По този начин часовият ъгъл на всяка точка от небесната сфера е равен на разликата между звездното време и нейното право изкачване:

Нека географската ширина на наблюдателя е j. Ако са дадени екваториалните координати на звездата a и d, тогава нейните хоризонтални координати a и могат да бъдат изчислени по следните формули: Можете също така да решите обратната задача: като използвате измерените стойности на a и h, знаейки времето, изчислете a и d. Деклинацията d се изчислява директно от последната формула, след това H се изчислява от предпоследната, а a се изчислява от първата, ако е известно звездното време.
Представяне на небесната сфера.От векове учените са търсили най-добрия начин да представят небесната сфера за изследване или демонстрация. Бяха предложени два вида модели: двумерни и триизмерни. Небесната сфера може да бъде изобразена на равнина по същия начин, както сферичната Земя се изобразява на картите. И в двата случая трябва да се избере система за геометрична проекция. Първият опит да се изобразят части от небесната сфера в равнина бяха скални изсичания на звездни конфигурации в пещерите на древните хора. В наши дни има различни звездни карти, публикувани под формата на ръчно нарисувани или фотографски звездни атласи, покриващи цялото небе. Древните китайски и гръцки астрономи представят небесната сфера в модел, известен като "армилярна сфера". Състои се от метални кръгове или пръстени, свързани заедно, така че да показват най-важните кръгове на небесната сфера. Сега често се използват звездни глобуси, върху които са отбелязани позициите на звездите и основните кръгове на небесната сфера. Армиларните сфери и глобусите имат общ недостатък: положението на звездите и означенията на кръговете са отбелязани от външната им, изпъкнала страна, която гледаме отвън, докато гледаме небето "отвътре", а звездите ни изглеждат разположени на вдлъбнатата страна на небесната сфера. Това понякога води до объркване в посоките на движение на звездите и фигурите от съзвездията. Планетариумът дава най-реалистично представяне на небесната сфера. Оптичната проекция на звезди върху полусферичен екран отвътре позволява много точно да се възпроизведе външният вид на небето и всички видове движения на осветителните тела върху него.
Вижте също
АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА;
ПЛАНЕТАРИЙ;
ЗВЕЗДИ .

Енциклопедия на Collier. - Отворено общество. 2000 .

- въображаема спомагателна сфера с произволен радиус, върху която се проектират небесните тела. Използва се в астрономията за изследване на относителното положение и движение на космически обекти въз основа на определяне на техните координати върху небесната сфера. ... ... - въображаема спомагателна сфера с произволен радиус, върху която се проектират небесни тела. Използва се в астрономията за изследване на относителното положение и движение на космически обекти въз основа на определяне на техните координати върху небесната сфера. ... ... енциклопедичен речник

Въображаема спомагателна сфера с произволен радиус, върху която се проектират небесни тела; служи за решаване на различни астрометрични задачи. Представяне на Н. с. възниква в древността; беше базирано на визуалното ... ... Велика съветска енциклопедия

Въображаема сфера с произволен радиус, върху която небесните тела са изобразени така, както са видими от наблюдателна точка на земната повърхност (топоцентричен. N. s.) или както биха се виждали от центъра на Земята (геоцентричен. N. . s.) или центъра на Слънцето … … Голям енциклопедичен политехнически речник

небесна сфера- dangaus sfera statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. небесна сфера вок. Himmelskugel, f; Himmelsspäre, е рус. небесна сфера, f; небесен свод, m пранц. sphère céleste, f … Fizikos terminų žodynas

Съдържанието на статията

НЕБЕСНА СФЕРА.Когато наблюдаваме небето, всички астрономически обекти изглеждат разположени върху куполообразна повърхност, в центъра на която се намира наблюдателят. Този въображаем купол образува горната половина на една въображаема сфера, която се нарича "небесна сфера". Той играе основна роля при указване на позицията на астрономически обекти.

Оста на въртене на Земята е наклонена с около 23,5° спрямо перпендикуляра, начертан към равнината на земната орбита (към равнината на еклиптиката). Пресечната точка на тази равнина с небесната сфера дава кръг - еклиптиката, видимият път на Слънцето за една година. Ориентацията на земната ос в пространството почти не се променя. Така всяка година през юни, когато северният край на оста е наклонен към Слънцето, то се издига високо в небето в Северното полукълбо, където дните стават дълги, а нощите къси. След като се премести на противоположната страна на орбитата през декември, Земята се обръща към Слънцето с южното полукълбо, а на нашия север дните стават къси, а нощите дълги. См. СъщоСЕЗОНИ .

Въпреки това, под влиянието на слънчевото и лунното привличане, ориентацията на земната ос все още постепенно се променя. Основното движение на оста, причинено от влиянието на Слънцето и Луната върху екваториалната изпъкналост на Земята, се нарича прецесия. В резултат на прецесията земната ос се върти бавно около перпендикуляра на орбиталната равнина, описвайки конус с радиус 23,5° за 26 хиляди години. Поради тази причина след няколко века полюсът вече няма да е близо до Полярната звезда. В допълнение, земната ос прави малки колебания, наречени нутация и свързани с елиптичността на орбитите на Земята и Луната, както и с факта, че равнината на лунната орбита е леко наклонена спрямо равнината на земната орбита.

Както вече знаем, видът на небесната сфера през нощта се променя поради въртенето на Земята около оста си. Но дори и да наблюдавате небето по едно и също време през годината, видът му ще се промени поради въртенето на Земята около Слънцето. Отнема прибл. 365 1/4 дни - около градус на ден. Между другото, ден, или по-скоро слънчев ден, е времето, през което Земята се завърта веднъж около оста си по отношение на Слънцето. Състои се от времето, необходимо на Земята да се завърти около звездите („звезден ден“), плюс малко време – около четири минути – за компенсиране на орбиталното движение на Земята с един градус на ден. Така за една година ок. 365 1/4 слънчеви дни и прибл. 366 1/4 звезда.

Гледани от определена точка на Земята, звездите, разположени близо до полюсите, или винаги са над хоризонта, или никога не се издигат над него. Всички останали звезди изгряват и залязват и всеки ден изгряването и залязването на всяка звезда се случва 4 минути по-рано от предишния ден. Някои звезди и съзвездия изгряват на небето през нощта през зимата - ние ги наричаме "зима", а други - "лято".

Така изгледът на небесната сфера се определя от три пъти: времето от деня, свързано с въртенето на Земята; време на годината, свързано с циркулацията около слънцето; епоха, свързана с прецесия (въпреки че последният ефект едва ли се забелязва „на око“ дори след 100 години).

Координатни системи.

Има различни начини за указване на положението на обектите на небесната сфера. Всеки от тях е подходящ за задачи от определен тип.

Alt-азимутна система.

За да се посочи позицията на обект в небето по отношение на земните обекти около наблюдателя, се използва "алт-азимут" или "хоризонтална" координатна система. Показва ъгловото разстояние на обекта над хоризонта, наречено "височина", както и неговия "азимут" - ъгловото разстояние по хоризонта от условна точка до точка непосредствено под обекта. В астрономията азимутът се измерва от точка от юг на запад, а в геодезията и навигацията от точка от север на изток. Ето защо, преди да използвате азимута, трябва да разберете в коя система е посочен. Точката в небето точно над главата има височина 90 ° и се нарича "зенит", а точката, диаметрално противоположна на нея (под краката) се нарича "надир". За много задачи е важен голям кръг от небесната сфера, наречен "небесен меридиан"; преминава през зенита, надира и небесните полюси и пресича хоризонта в точки на север и юг.

екваториална система.

Поради въртенето на Земята, звездите непрекъснато се движат спрямо хоризонта и кардиналните точки, а координатите им в хоризонталната система се променят. Но за някои задачи на астрономията координатната система трябва да бъде независима от позицията на наблюдателя и времето на деня. Такава система се нарича "екваториална"; неговите координати приличат на географски ширини и дължини. При него равнината на земния екватор, разширена до пресечната точка с небесната сфера, задава главния кръг - "небесния екватор". „Деклинацията“ на една звезда наподобява географската ширина и се измерва с нейното ъглово разстояние на север или юг от небесния екватор. Ако звездата се вижда точно в зенита, тогава географската ширина на мястото на наблюдение е равна на деклинацията на звездата. Географската дължина съответства на "правото изкачване" на звездата. Измерва се на изток от пресечната точка на еклиптиката с небесния екватор, която Слънцето минава през март, в деня на началото на пролетта в Северното полукълбо и есента в Южното. Тази важна за астрономията точка се нарича "първа точка на Овен" или "точка на пролетното равноденствие" и се обозначава със знака. Стойностите на ректасензия обикновено се дават в часове и минути, като 24 часа се считат за 360°.

Екваториалната система се използва при наблюдение с телескопи. Телескопът е инсталиран така, че да може да се върти от изток на запад около оста, насочена към небесния полюс, като по този начин компенсира въртенето на Земята.

други системи.

За някои цели се използват и други координатни системи на небесната сфера. Например, когато изучават движението на телата в Слънчевата система, те използват координатна система, чиято основна равнина е равнината на земната орбита. Структурата на Галактиката се изучава в координатна система, чиято основна равнина е екваториалната равнина на Галактиката, представена на небето от кръг, минаващ по Млечния път.

Сравнение на координатни системи.

Най-важните подробности за хоризонталната и екваториалната система са показани на фигурите. В таблицата тези системи са сравнени с географската координатна система.

Таблица: Сравнение на координатни системи

СРАВНЕНИЕ НА КООРДИНАТНИ СИСТЕМИ
Характеристика	Alt-азимутна система	екваториална система	Географска система
Основен кръг	Хоризонт	Небесен екватор	Екватор
поляци	Зенит и надир	Северен и южен полюс на света	Северен и южен полюс
Ъглово разстояние от основния кръг	Височина	деклинация	Географска ширина
Ъглово разстояние по основната окръжност	Азимут	ректасцензия	Географска дължина
Точка за закрепване на основния кръг	Посочете юг на хоризонта (в геодезията - точката на север)	точка на пролетното равноденствие	Пресичане с Гринуичкия меридиан

Преход от една система към друга.

Често има нужда да се изчислят нейните екваториални координати от алт-азимутните координати на звезда и обратно. За да направите това, е необходимо да знаете момента на наблюдение и позицията на наблюдателя на Земята. Математически проблемът се решава с помощта на сферичен триъгълник с върхове в зенита, северния небесен полюс и звездата X; той се нарича "астрономически триъгълник".

Ъгълът с връх на северния полюс на света между меридиана на наблюдателя и направлението към всяка точка от небесната сфера се нарича "часов ъгъл" на тази точка; измерва се на запад от меридиана. Часовият ъгъл на пролетното равноденствие, изразен в часове, минути и секунди, се нарича "звездно време" (Si. T. - звездно време) в точката на наблюдение. И тъй като правото изкачване на звезда също е полярният ъгъл между посоката към нея и към пролетното равноденствие, тогава звездното време е равно на правилното изкачване на всички точки, лежащи на меридиана на наблюдателя.

По този начин часовият ъгъл на всяка точка от небесната сфера е равен на разликата между звездното време и нейното право изкачване:

Нека географската ширина на наблюдателя е й. Дадени екваториалните координати на звезда аИ д, след това неговите хоризонтални координати АИ може да се изчисли по следните формули:

Можете да решите и обратната задача: според измерените стойности АИ ч, знаейки времето, изчислете аИ д. деклинация дсе изчислява директно от последната формула, след това от предпоследната се изчислява з, и от първия, ако звездното време е известно, тогава а.

Представяне на небесната сфера.

От векове учените са търсили най-добрия начин да представят небесната сфера за изследване или демонстрация. Бяха предложени два вида модели: двумерни и триизмерни.

Небесната сфера може да бъде изобразена на равнина по същия начин, както сферичната Земя се изобразява на картите. И в двата случая трябва да се избере система за геометрична проекция. Първият опит да се изобразят части от небесната сфера в равнина бяха скални изсичания на звездни конфигурации в пещерите на древните хора. В наши дни има различни звездни карти, публикувани под формата на ръчно нарисувани или фотографски звездни атласи, покриващи цялото небе.

Древните китайски и гръцки астрономи представят небесната сфера в модел, известен като "армилярна сфера". Състои се от метални кръгове или пръстени, свързани заедно, така че да показват най-важните кръгове на небесната сфера. Сега често се използват звездни глобуси, върху които са отбелязани позициите на звездите и основните кръгове на небесната сфера. Армиларните сфери и глобусите имат общ недостатък: положението на звездите и означенията на кръговете са отбелязани от външната им, изпъкнала страна, която гледаме отвън, докато гледаме небето "отвътре", а звездите ни изглеждат разположени на вдлъбнатата страна на небесната сфера. Това понякога води до объркване в посоките на движение на звездите и фигурите от съзвездията.

Планетариумът дава най-реалистично представяне на небесната сфера. Оптичната проекция на звезди върху полусферичен екран отвътре позволява много точно да се възпроизведе външният вид на небето и всички видове движения на осветителните тела върху него.

Точки и линии на небесната сфера - как да намерите алмукантарата, където минава небесният екватор, който е небесният меридиан.

Какво представлява небесната сфера

Небесна сфера- абстрактно понятие, въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. В същото време центърът на небесната сфера е, така да се каже, на нивото на очите на наблюдателя (с други думи, всичко, което виждате над главата си от хоризонт до хоризонт, е тази сфера). Въпреки това, за по-лесно възприемане, можем да разгледаме центъра на небесната сфера и центъра на Земята, в това няма грешка. Позициите на звездите, планетите, Слънцето и Луната се прилагат към сферата в позицията, в която те са видими в небето в определен момент от дадена точка от местоположението на наблюдателя.

С други думи, въпреки че наблюдаваме позицията на светилата в небесната сфера, ние, намирайки се на различни места на планетата, постоянно ще виждаме малко по-различна картина, знаейки принципите на "работата" на небесната сфера, гледайки нощно небе, можем лесно да се ориентираме на земята с помощта на проста техника. Познавайки изгледа отгоре в точка А, ще го сравним с изгледа на небето в точка Б и по отклоненията на познатите ориентири можем да разберем къде точно се намираме сега.

Хората отдавна са измислили редица инструменти, за да улеснят нашата задача. Ако се ориентирате по „земния“ глобус просто с помощта на географската ширина и дължина, тогава редица подобни елементи – точки и линии, са предвидени и за „небесния“ глобус – небесната сфера.

Небесна сфера и позиция на наблюдателя. Ако наблюдателят се движи, тогава цялата видима за него сфера ще се движи.

Елементи на небесната сфера

Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове, нека разгледаме основните елементи на небесната сфера.

Вертикален наблюдател

Вертикален наблюдател- права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир- точката на пресичане на вертикалата на наблюдателя с небесната сфера, противоположна на зенита.

Истински хоризонт- голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикала на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтално полукълбокъдето се намира зенитът, и субхоризонтално полукълбо, в който се намира надирът.

Ос на света (Земна ос)- права линия, около която се извършва видимото дневно въртене на небесната сфера. Оста на света е успоредна на оста на въртене на Земята, а за наблюдател, разположен на един от полюсите на Земята, тя съвпада с оста на въртене на Земята. Видимото дневно въртене на небесната сфера е отражение на действителното дневно въртене на Земята около нейната ос. Полюсите на света са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Полюсът на света, разположен в съзвездието Малка мечка, се нарича Северен полюссвят, а противоположният полюс се нарича Южен полюс.

Голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на Северното полукълбо, в който се намира Северният полюс на света, и южно полукълбокъдето се намира Южният полюс на света.

Или меридианът на наблюдателя - голям кръг върху небесната сфера, минаващ през полюсите на света, зенит и надир. Тя съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източенИ западното полукълбо.

Точки север и юг- точки на пресичане на небесния меридиан с истинския хоризонт. Точката, която е най-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка на истинския хоризонт С, а точката, най-близка до Южния полюс на света, се нарича южна точка Ю. Точките на изток и запад са точките на пресичане на небесния екватор с истинския хоризонт.

обедна линия- права линия в равнината на истинския хоризонт, свързваща точките на север и юг. Тази линия се нарича обяд, защото по обяд, местно истинско слънчево време, сянката от вертикалния полюс съвпада с тази линия, тоест с истинския меридиан на тази точка.

Пресечни точки на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича точка на юг от небесния екватор, а най-близката до северната точка на хоризонта точка е точка на север от небесния екватор.

Вертикални осветителни тела

Вертикални осветителни тела, или кръг на височината, - голям кръг на небесната сфера, преминаващ през зенита, надира и светилото. Първият вертикал е вертикалът, минаващ през точките на изток и запад.

Склонение кръг, или , - голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на света и светилото.

Малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на небесния екватор. Видимото дневно движение на светилата става по дневните паралели.

Светила на Алмукантарат

Светила на Алмукантарат- малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на истинския хоризонт.

Всички елементи на небесната сфера, отбелязани по-горе, се използват активно за решаване на практически проблеми с ориентация в космоса и определяне на положението на звездите. В зависимост от целите и условията на измерване се използват две различни системи. сферични небесни координати.

В едната система светилото е ориентирано спрямо истинския хоризонт и се нарича тази система, а в другата спрямо небесния екватор и се нарича.

Във всяка от тези системи позицията на светилото върху небесната сфера се определя от две ъглови стойности, точно както позицията на точките на повърхността на Земята се определя с помощта на географската ширина и дължина.