Todos los cuerpos celestes se encuentran a distancias inusualmente grandes y muy diferentes de nosotros. Pero a nosotros nos parecen igualmente remotos y como si estuvieran ubicados en una determinada esfera. Al resolver problemas prácticos en astronomía aeronáutica, es importante saber no la distancia a las estrellas, sino su posición en la esfera celeste en el momento de la observación.

La esfera celeste es una esfera imaginaria de radio infinitamente grande, cuyo centro es el observador. Al considerar la esfera celeste, su centro se combina con el ojo del observador. Se desprecian las dimensiones de la Tierra, por lo que el centro de la esfera celeste a menudo también se combina con el centro de la Tierra. Las luminarias se aplican a la esfera en una posición tal que son visibles en el cielo en algún momento desde un punto dado de la ubicación del observador.

La esfera celeste tiene una serie de puntos, líneas y círculos característicos. En la fig. 1.1, un círculo de radio arbitrario representa una esfera celeste, en cuyo centro, indicado por el punto O, se encuentra el observador. Considere los elementos principales de la esfera celeste.

La vertical del observador es una línea recta que pasa por el centro de la esfera celeste y coincide con la dirección de la plomada en el punto del observador. Zenith Z: el punto de intersección de la vertical del observador con la esfera celeste, ubicado sobre la cabeza del observador. Nadir Z" - el punto de intersección de la vertical del observador con la esfera celeste, opuesto al cenit.

El horizonte verdadero N E SW W es un gran círculo en la esfera celeste, cuyo plano es perpendicular a la vertical del observador. El horizonte verdadero divide la esfera celeste en dos partes: el hemisferio sobre el horizonte, en el que se encuentra el cenit, y el hemisferio sub-horizonte, en el que se encuentra el nadir.

El eje del mundo PP" es una línea recta alrededor de la cual tiene lugar la rotación diaria visible de la esfera celeste.

Arroz. 1.1. Puntos básicos, líneas y círculos en la esfera celeste

El eje del mundo es paralelo al eje de rotación de la Tierra, y para un observador ubicado en uno de los polos de la Tierra, coincide con el eje de rotación de la Tierra. La rotación diaria aparente de la esfera celeste es un reflejo de la rotación diaria real de la Tierra alrededor de su eje.

Los polos del mundo son los puntos de intersección del eje del mundo con la esfera celeste. El polo celeste, ubicado en la constelación de la Osa Menor, se llama polo norte celeste R, y el polo opuesto se llama sur R.

El ecuador celeste es un gran círculo en la esfera celeste, cuyo plano es perpendicular al eje del mundo. El plano del ecuador celeste divide la esfera celeste en el hemisferio norte, en el que se encuentra el Polo Norte del Mundo, y el hemisferio sur, en el que se encuentra el Polo Sur del Mundo.

El meridiano celeste, o meridiano del observador, es un gran círculo en la esfera celeste, que pasa por los polos del mundo, cenit y nadir. Coincide con el plano del meridiano terrestre del observador y divide la esfera celeste en los hemisferios oriental y occidental.

Los puntos norte y sur son los puntos de intersección del meridiano celeste con el horizonte verdadero. El punto más cercano al Polo Norte del mundo se llama el punto norte del horizonte verdadero C, y el punto más cercano al Polo Sur del mundo se llama el punto sur Yu. Los puntos del este y el oeste son los puntos de intersección del ecuador celeste con el horizonte verdadero.

Línea del mediodía - una línea recta en el plano del horizonte verdadero, que conecta los puntos del norte y del sur. Esta línea se llama mediodía porque al mediodía, hora solar verdadera local, la sombra del polo vertical coincide con esta línea, es decir, con el meridiano verdadero de este punto.

Los puntos sur y norte del ecuador celeste son los puntos de intersección del meridiano celeste con el ecuador celeste. El punto más cercano al punto sur del horizonte se llama punto sur del ecuador celeste, y el punto más cercano al punto norte del horizonte se llama punto norte.

La vertical de la luminaria, o el círculo de altura, es un gran círculo en la esfera celeste, que pasa por el cenit, el nadir y la luminaria. La primera vertical es la vertical que pasa por los puntos de este y oeste.

El círculo de declinación, o el círculo horario de la luminaria, PMP es un gran círculo en la esfera celeste, que pasa por los polos de myoa y la luminaria.

El paralelo diario de la luminaria es un pequeño círculo en la esfera celeste, dibujado a través de la luminaria paralela al plano del ecuador celeste. El movimiento diario visible de las luminarias se produce a lo largo de los paralelos diarios.

Almukantarat de la luminaria AMAG: un pequeño círculo en la esfera celeste, dibujado a través de la luminaria paralela al plano del horizonte verdadero.

Los elementos considerados de la esfera celeste son ampliamente utilizados en astronomía aeronáutica.

§ 48. Esfera celeste. Puntos básicos, líneas y círculos en la esfera celeste

Una esfera celeste es una esfera de cualquier radio centrada en un punto arbitrario en el espacio. Para su centro, según el enunciado del problema, tome el ojo del observador, el centro del instrumento, el centro de la Tierra, etc.

Considere los puntos y círculos principales de la esfera celeste, para cuyo centro se toma el ojo del observador (Fig. 72). Dibuja una plomada a través del centro de la esfera celeste. Los puntos de intersección de la plomada con la esfera se denominan cenit Z y nadir n.

Arroz. 72.

El plano que pasa por el centro de la esfera celeste perpendicular a la plomada se llama plano del horizonte verdadero. Este plano, al cruzarse con la esfera celeste, forma un círculo de un gran círculo, llamado horizonte verdadero. Este último divide la esfera celeste en dos partes: el horizonte superior y el subhorizonte.

Una línea recta que pasa por el centro de la esfera celeste paralela al eje de la tierra se llama eje del mundo. Los puntos de intersección del eje del mundo con la esfera celeste se llaman los polos del mundo. Uno de los polos, correspondiente a los polos de la Tierra, se llama polo norte celeste y se designa como Pn, el otro se llama polo sur celeste Ps.

El plano QQ" que pasa por el centro de la esfera celeste perpendicular al eje del mundo se llama plano del ecuador celeste. Este plano, que se cruza con la esfera celeste, forma un círculo de un círculo grande: Ecuador celestial, que divide la esfera celeste en partes norte y sur.

El gran círculo de la esfera celeste que pasa por los polos del mundo, cenit y nadir, se llama meridiano del observador PN nPsZ. El eje del mundo divide el meridiano del observador en partes de mediodía PN ZPs y de medianoche PN nPs.

El meridiano del observador se cruza con el horizonte verdadero en dos puntos: el punto norte N y el punto sur S. La línea recta que conecta los puntos norte y sur se llama línea del mediodía.

Si mira desde el centro de la esfera al punto N, entonces el punto este O st estará a la derecha, y el punto oeste W estará a la izquierda. Pequeños círculos de la esfera celeste aa "paralelos al plano de la horizonte verdadero se llaman almucántaros; pequeña bb" paralela al plano del ecuador celeste, - paralelos celestes.

Los círculos de la esfera celeste Zon que pasan por los puntos cenit y nadir se denominan verticales. La vertical que pasa por los puntos este y oeste se llama primera vertical.

Los círculos de la esfera celeste PNoP que pasan por los polos celestes se denominan círculos de declinación.

El meridiano del observador es tanto una vertical como un círculo de declinación. Divide la esfera celeste en dos partes: este y oeste.

El polo del mundo, ubicado sobre el horizonte (debajo del horizonte), se llama el polo elevado (bajado) del mundo. El nombre del polo elevado del mundo es siempre del mismo nombre que el nombre de la latitud del lugar.

El eje del mundo con el plano del horizonte verdadero forma un ángulo igual a latitud geográfica del lugar.

La posición de las luminarias en la esfera celeste se determina utilizando sistemas de coordenadas esféricas. En astronomía náutica se utilizan sistemas de coordenadas horizontales y ecuatoriales.

ESFERA CELESTIAL
Cuando observamos el cielo, todos los objetos astronómicos parecen estar ubicados en una superficie en forma de cúpula, en cuyo centro se encuentra el observador. Esta cúpula imaginaria forma la mitad superior de una esfera imaginaria, que se denomina "esfera celeste". Desempeña un papel fundamental en la indicación de la posición de los objetos astronómicos.

Aunque la Luna, los planetas, el Sol y las estrellas están ubicados a diferentes distancias de nosotros, incluso los más cercanos están tan lejos que no podemos estimar su distancia a simple vista. La dirección hacia la estrella no cambia a medida que nos movemos por la superficie de la Tierra. (Es cierto que cambia ligeramente a medida que la Tierra se mueve en su órbita, pero este cambio paraláctico solo se puede notar con la ayuda de los instrumentos más precisos). Nos parece que la esfera celeste gira, ya que las luminarias se elevan en el este y ambientado en el oeste. La razón de esto es la rotación de la Tierra de oeste a este. La rotación aparente de la esfera celeste ocurre alrededor de un eje imaginario que continúa el eje de rotación de la tierra. Este eje corta la esfera celeste en dos puntos, llamados los "polos del mundo" norte y sur. El polo norte celeste se encuentra aproximadamente a un grado de la Estrella Polar y no hay estrellas brillantes cerca del polo sur.

El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5° con respecto a la perpendicular trazada al plano de la órbita terrestre (al plano de la eclíptica). La intersección de este plano con la esfera celeste da un círculo: la eclíptica, la trayectoria aparente del Sol en un año. La orientación del eje de la tierra en el espacio casi no cambia. Así que cada año en junio, cuando el extremo norte del eje está inclinado hacia el Sol, se eleva alto en el cielo en el hemisferio norte, donde los días se vuelven largos y las noches cortas. Habiéndose movido al lado opuesto de la órbita en diciembre, la Tierra gira hacia el Sol con el Hemisferio Sur, y en nuestro norte los días se vuelven cortos y las noches largas.
ver también ESTACIONES . Sin embargo, bajo la influencia de la atracción solar y lunar, la orientación del eje de la tierra sigue cambiando gradualmente. El principal movimiento del eje, causado por la influencia del Sol y la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra, se denomina precesión. Como resultado de la precesión, el eje de la tierra gira lentamente alrededor de la perpendicular al plano orbital, describiendo un cono con un radio de 23,5° en 26 mil años. Por eso, dentro de unos siglos el polo ya no estará cerca de la Estrella Polar. Además, el eje de la Tierra realiza pequeñas fluctuaciones, llamadas nutaciones y asociadas a la elipticidad de las órbitas de la Tierra y la Luna, así como al hecho de que el plano de la órbita lunar está ligeramente inclinado con respecto al plano de la órbita terrestre. Como ya sabemos, la apariencia de la esfera celeste durante la noche cambia debido a la rotación de la Tierra alrededor de su eje. Pero incluso si observas el cielo al mismo tiempo durante el año, su apariencia cambiará debido a la rotación de la Tierra alrededor del Sol. Se tarda aprox. 3651/4 días - aproximadamente un grado por día. Por cierto, un día, o más bien un día solar, es el tiempo durante el cual la Tierra gira una vez alrededor de su eje con respecto al Sol. Consiste en el tiempo que tarda la Tierra en completar una rotación con respecto a las estrellas (un "día sideral"), más una pequeña cantidad de tiempo, unos cuatro minutos, necesarios para que la rotación compense el movimiento orbital de la Tierra por día en un grado. Así, en un año aprox. 3651/4 días solares y ca. 3661/4 estelar.
Cuando se ve desde un punto determinado
Las estrellas de la Tierra ubicadas cerca de los polos están siempre por encima del horizonte o nunca se elevan por encima de él. Todas las demás estrellas salen y se ponen, y cada día la salida y puesta de cada estrella ocurre 4 minutos antes que el día anterior. Algunas estrellas y constelaciones se elevan en el cielo por la noche durante el invierno, las llamamos "invierno" y otras, "verano". Así, la vista de la esfera celeste está determinada por tres tiempos: la hora del día asociada con la rotación de la Tierra; época del año asociada con la circulación alrededor del sol; la época asociada con la precesión (aunque el último efecto apenas se nota "a simple vista" incluso durante 100 años).
Sistemas coordinados. Hay varias formas de indicar la posición de los objetos en la esfera celeste. Cada uno de ellos es adecuado para tareas de un tipo determinado.
Sistema alto-azimutal. Para indicar la posición de un objeto en el cielo en relación con los objetos terrestres que rodean al observador, se utiliza un sistema de coordenadas "alt-azimut" u "horizontal". Indica la distancia angular del objeto sobre el horizonte, llamada "altitud", así como su "acimut", la distancia angular a lo largo del horizonte desde un punto condicional hasta un punto directamente debajo del objeto. En astronomía, el acimut se mide desde un punto de sur a oeste, y en geodesia y navegación, desde un punto de norte a este. Por lo tanto, antes de usar el acimut, debe averiguar en qué sistema se indica. El punto en el cielo directamente sobre la cabeza tiene una altura de 90 ° y se llama "cenit", y el punto diametralmente opuesto (debajo de los pies) se llama "nadir". Para muchas tareas, es importante un gran círculo de la esfera celeste, llamado "meridiano celeste"; pasa por el cenit, el nadir y los polos celestes, y cruza el horizonte en los puntos norte y sur.
sistema ecuatorial. Debido a la rotación de la Tierra, las estrellas se mueven constantemente en relación con el horizonte y los puntos cardinales, y sus coordenadas en el sistema horizontal cambian. Pero para algunas tareas de astronomía, el sistema de coordenadas debe ser independiente de la posición del observador y la hora del día. Tal sistema se llama "ecuatorial"; sus coordenadas se asemejan a latitudes y longitudes geográficas. En él, el plano del ecuador terrestre, extendido hasta la intersección con la esfera celeste, establece el círculo principal: el "ecuador celeste". La "declinación" de una estrella se asemeja a la latitud y se mide por su distancia angular al norte o al sur del ecuador celeste. Si la estrella es visible exactamente en el cenit, entonces la latitud del lugar de observación es igual a la declinación de la estrella. La longitud geográfica corresponde a la "ascensión recta" de la estrella. Se mide al este del punto de intersección de la eclíptica con el ecuador celeste, por donde pasa el Sol en marzo, el día del comienzo de la primavera en el hemisferio norte y del otoño en el sur. Este punto, importante para la astronomía, se llama el "primer punto de Aries", o el "punto del equinoccio vernal", y se denota con el signo
otros sistemas Para algunos propósitos, también se utilizan otros sistemas de coordenadas en la esfera celeste. Por ejemplo, cuando estudian el movimiento de los cuerpos en el sistema solar, utilizan un sistema de coordenadas cuyo plano principal es el plano de la órbita terrestre. La estructura de la Galaxia se estudia en un sistema de coordenadas, cuyo plano principal es el plano ecuatorial de la Galaxia, representado en el cielo por un círculo que pasa a lo largo de la Vía Láctea.
Comparación de sistemas de coordenadas. Los detalles más importantes de los sistemas horizontal y ecuatorial se muestran en las figuras. En la tabla, estos sistemas se comparan con el sistema de coordenadas geográficas.
Transición de un sistema a otro. A menudo existe la necesidad de calcular sus coordenadas ecuatoriales a partir de las coordenadas alto-azimutales de una estrella y viceversa. Para ello, es necesario conocer el momento de observación y la posición del observador en la Tierra. Matemáticamente, el problema se resuelve utilizando un triángulo esférico con vértices en el cenit, el polo norte celeste y la estrella X; se llama el "triángulo astronómico". El ángulo con un vértice en el polo norte del mundo entre el meridiano del observador y la dirección a cualquier punto de la esfera celeste se denomina "ángulo horario" de este punto; se mide al oeste del meridiano. El ángulo horario del equinoccio de primavera, expresado en horas, minutos y segundos, se denomina "tiempo sideral" (Si. T. - tiempo sideral) en el punto de observación. Y dado que la ascensión recta de una estrella es también el ángulo polar entre la dirección hacia ella y el equinoccio vernal, entonces el tiempo sideral es igual a la ascensión recta de todos los puntos que se encuentran en el meridiano del observador. Así, el ángulo horario de cualquier punto de la esfera celeste es igual a la diferencia entre el tiempo sideral y su ascensión recta:

Sea j la latitud del observador. Si se dan las coordenadas ecuatoriales de la estrella a y d, entonces sus coordenadas horizontales a y se pueden calcular usando las siguientes fórmulas: También puede resolver el problema inverso: usando los valores medidos de a y h, sabiendo el tiempo, calcular a y d. La declinación d se calcula directamente a partir de la última fórmula, luego H se calcula a partir de la penúltima y a se calcula a partir de la primera, si se conoce el tiempo sideral.
Representación de la esfera celeste. Durante siglos, los científicos han buscado la mejor forma de representar la esfera celeste para su estudio o demostración. Se propusieron dos tipos de modelos: bidimensionales y tridimensionales. La esfera celeste se puede representar en un plano de la misma manera que la Tierra esférica se representa en los mapas. En ambos casos, se debe seleccionar un sistema de proyección geométrica. El primer intento de representar secciones de la esfera celeste en un plano fueron las tallas en roca de configuraciones estelares en las cuevas de los pueblos antiguos. Hoy en día, hay varios mapas estelares publicados en forma de atlas de estrellas dibujados a mano o fotográficos que cubren todo el cielo. Los antiguos astrónomos chinos y griegos representaban la esfera celeste en un modelo conocido como "esfera armilar". Consiste en círculos o anillos de metal conectados entre sí para mostrar los círculos más importantes de la esfera celeste. Ahora se usan a menudo globos estelares, en los que se marcan las posiciones de las estrellas y los círculos principales de la esfera celeste. Las esferas armilares y los globos tienen un inconveniente común: la posición de las estrellas y las marcas de los círculos están marcadas en su lado exterior, convexo, que vemos desde afuera, mientras miramos el cielo "desde adentro", y el las estrellas nos parecen colocadas en el lado cóncavo de la esfera celeste. Esto a veces conduce a confusión en las direcciones de movimiento de las estrellas y las figuras de las constelaciones. El planetario ofrece la representación más realista de la esfera celeste. La proyección óptica de las estrellas sobre una pantalla hemisférica desde el interior permite reproducir con mucha precisión el aspecto del cielo y todo tipo de movimientos de las luminarias sobre él.
ver también
ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA;
PLANETARIO;
ESTRELLAS .

Enciclopedia Collier. - Sociedad Abierta. 2000 .

- una esfera auxiliar imaginaria de radio arbitrario, sobre la que se proyectan los cuerpos celestes. Se utiliza en astronomía para estudiar la posición relativa y el movimiento de los objetos espaciales basándose en la determinación de sus coordenadas en la esfera celeste. ... ... - una esfera auxiliar imaginaria de radio arbitrario, sobre la que se proyectan los cuerpos celestes. Se utiliza en astronomía para estudiar la posición relativa y el movimiento de objetos espaciales basándose en la determinación de sus coordenadas en la esfera celeste. ... ... diccionario enciclopédico

Una esfera auxiliar imaginaria de radio arbitrario sobre la que se proyectan cuerpos celestes; Sirve para resolver varios problemas astrométricos. Representación de N. con. se originó en la antigüedad; se basó en lo visual ... ... Gran enciclopedia soviética

Una esfera imaginaria de radio arbitrario, en la que se representan los cuerpos celestes tal como son visibles desde un punto de observación en la superficie terrestre (topocéntrica. N. s.) o como se verían desde el centro de la Tierra (geocéntrica. N . s.) o el centro del Sol … … Gran diccionario politécnico enciclopédico

esfera celestial- dangaus sfera statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. esfera celeste vok. Himmelskugel, f; Himmelsspäre, f rus. esfera celeste, f; firmamento, m pranc. sphère céleste, f … Fizikos terminų žodynas

El contenido del artículo

ESFERA CELESTIAL. Cuando observamos el cielo, todos los objetos astronómicos parecen estar ubicados en una superficie en forma de cúpula, en cuyo centro se encuentra el observador. Esta cúpula imaginaria forma la mitad superior de una esfera imaginaria, que se denomina "esfera celeste". Desempeña un papel fundamental en la indicación de la posición de los objetos astronómicos.

El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5° con respecto a la perpendicular trazada al plano de la órbita terrestre (al plano de la eclíptica). La intersección de este plano con la esfera celeste da un círculo: la eclíptica, la trayectoria aparente del Sol en un año. La orientación del eje de la tierra en el espacio casi no cambia. Así que cada año en junio, cuando el extremo norte del eje está inclinado hacia el Sol, se eleva alto en el cielo en el hemisferio norte, donde los días se vuelven largos y las noches cortas. Habiéndose movido al lado opuesto de la órbita en diciembre, la Tierra gira hacia el Sol con el Hemisferio Sur, y en nuestro norte los días se vuelven cortos y las noches largas. Cm. además ESTACIONES .

Sin embargo, bajo la influencia de la atracción solar y lunar, la orientación del eje de la tierra sigue cambiando gradualmente. El principal movimiento del eje, causado por la influencia del Sol y la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra, se denomina precesión. Como resultado de la precesión, el eje de la tierra gira lentamente alrededor de la perpendicular al plano orbital, describiendo un cono con un radio de 23,5° en 26 mil años. Por eso, dentro de unos siglos el polo ya no estará cerca de la Estrella Polar. Además, el eje de la Tierra realiza pequeñas fluctuaciones, llamadas nutaciones y asociadas a la elipticidad de las órbitas de la Tierra y la Luna, así como al hecho de que el plano de la órbita lunar está ligeramente inclinado con respecto al plano de la órbita terrestre.

Como ya sabemos, la apariencia de la esfera celeste durante la noche cambia debido a la rotación de la Tierra alrededor de su eje. Pero incluso si observas el cielo al mismo tiempo durante el año, su apariencia cambiará debido a la rotación de la Tierra alrededor del Sol. Se tarda aprox. 365 1/4 días - alrededor de un grado por día. Por cierto, un día, o más bien un día solar, es el tiempo durante el cual la Tierra gira una vez alrededor de su eje con respecto al Sol. Consiste en el tiempo que tarda la Tierra en girar alrededor de las estrellas ("día sideral"), más una pequeña cantidad de tiempo, unos cuatro minutos, para compensar el movimiento orbital de la Tierra en un grado por día. Así, en un año aprox. 365 1/4 días solares y aprox. 366 1/4 estrella.

Cuando se ven desde un cierto punto de la Tierra, las estrellas ubicadas cerca de los polos siempre están por encima del horizonte o nunca se elevan por encima de él. Todas las demás estrellas salen y se ponen, y cada día la salida y puesta de cada estrella ocurre 4 minutos antes que el día anterior. Algunas estrellas y constelaciones se elevan en el cielo por la noche durante el invierno, las llamamos "invierno" y otras, "verano".

Así, la vista de la esfera celeste está determinada por tres tiempos: la hora del día asociada con la rotación de la Tierra; época del año asociada con la circulación alrededor del sol; una época asociada con la precesión (aunque este último efecto es apenas perceptible "a simple vista" incluso en 100 años).

Sistemas coordinados.

Hay varias formas de indicar la posición de los objetos en la esfera celeste. Cada uno de ellos es adecuado para tareas de un tipo determinado.

Sistema alto-azimutal.

Para indicar la posición de un objeto en el cielo en relación con los objetos terrestres que rodean al observador, se utiliza un sistema de coordenadas "alt-azimut" u "horizontal". Indica la distancia angular del objeto sobre el horizonte, llamada "altitud", así como su "acimut", la distancia angular a lo largo del horizonte desde un punto condicional hasta un punto directamente debajo del objeto. En astronomía, el acimut se mide desde un punto de sur a oeste, y en geodesia y navegación, desde un punto de norte a este. Por lo tanto, antes de usar el acimut, debe averiguar en qué sistema se indica. El punto en el cielo directamente sobre la cabeza tiene una altura de 90 ° y se llama "cenit", y el punto diametralmente opuesto (debajo de los pies) se llama "nadir". Para muchas tareas, es importante un gran círculo de la esfera celeste, llamado "meridiano celeste"; pasa por el cenit, el nadir y los polos celestes, y cruza el horizonte en los puntos norte y sur.

sistema ecuatorial.

Debido a la rotación de la Tierra, las estrellas se mueven constantemente en relación con el horizonte y los puntos cardinales, y sus coordenadas en el sistema horizontal cambian. Pero para algunas tareas de astronomía, el sistema de coordenadas debe ser independiente de la posición del observador y la hora del día. Tal sistema se llama "ecuatorial"; sus coordenadas se asemejan a latitudes y longitudes geográficas. En él, el plano del ecuador terrestre, extendido hasta la intersección con la esfera celeste, establece el círculo principal: el "ecuador celeste". La "declinación" de una estrella se asemeja a la latitud y se mide por su distancia angular al norte o al sur del ecuador celeste. Si la estrella es visible exactamente en el cenit, entonces la latitud del lugar de observación es igual a la declinación de la estrella. La longitud geográfica corresponde a la "ascensión recta" de la estrella. Se mide al este del punto de intersección de la eclíptica con el ecuador celeste, por donde pasa el Sol en marzo, el día del comienzo de la primavera en el hemisferio norte y del otoño en el sur. Este punto, importante para la astronomía, se llama el "primer punto de Aries", o el "punto del equinoccio vernal", y se denota por el signo. Los valores de ascensión recta se suelen dar en horas y minutos, considerando 24 horas como 360°.

El sistema ecuatorial se utiliza cuando se observa con telescopios. El telescopio está instalado de modo que pueda girar de este a oeste alrededor del eje dirigido al polo celeste, compensando así la rotación de la Tierra.

otros sistemas

Para algunos propósitos, también se utilizan otros sistemas de coordenadas en la esfera celeste. Por ejemplo, cuando estudian el movimiento de los cuerpos en el sistema solar, utilizan un sistema de coordenadas cuyo plano principal es el plano de la órbita terrestre. La estructura de la Galaxia se estudia en un sistema de coordenadas, cuyo plano principal es el plano ecuatorial de la Galaxia, representado en el cielo por un círculo que pasa a lo largo de la Vía Láctea.

Comparación de sistemas de coordenadas.

Los detalles más importantes de los sistemas horizontal y ecuatorial se muestran en las figuras. En la tabla, estos sistemas se comparan con el sistema de coordenadas geográficas.

Tabla: Comparación de sistemas de coordenadas

COMPARACIÓN DE SISTEMAS DE COORDENADAS
Característica	Sistema de alto-azimut	sistema ecuatorial	Sistema geográfico
Círculo básico	Horizonte	Ecuador celestial	Ecuador
polacos	Cenit y nadir	Polos norte y sur del mundo	polos norte y sur
Distancia angular desde el círculo principal	Altura	declinación	Latitud
Distancia angular a lo largo del círculo base	Azimut	ascensión recta	Longitud
Punto de anclaje en el círculo principal	Punto sur en el horizonte (en geodesia - el punto del norte)	punto del equinoccio vernal	Intersección con el Meridiano de Greenwich

Transición de un sistema a otro.

A menudo existe la necesidad de calcular sus coordenadas ecuatoriales a partir de las coordenadas alto-azimutales de una estrella y viceversa. Para ello, es necesario conocer el momento de observación y la posición del observador en la Tierra. Matemáticamente, el problema se resuelve utilizando un triángulo esférico con vértices en el cenit, el polo norte celeste y la estrella X; se llama el "triángulo astronómico".

El ángulo con un vértice en el polo norte del mundo entre el meridiano del observador y la dirección a cualquier punto de la esfera celeste se denomina "ángulo horario" de este punto; se mide al oeste del meridiano. El ángulo horario del equinoccio de primavera, expresado en horas, minutos y segundos, se denomina "tiempo sideral" (Si. T. - tiempo sideral) en el punto de observación. Y dado que la ascensión recta de una estrella es también el ángulo polar entre la dirección hacia ella y el equinoccio vernal, entonces el tiempo sideral es igual a la ascensión recta de todos los puntos que se encuentran en el meridiano del observador.

Así, el ángulo horario de cualquier punto de la esfera celeste es igual a la diferencia entre el tiempo sideral y su ascensión recta:

Sea la latitud del observador j. Dadas las coordenadas ecuatoriales de una estrella a y d, entonces sus coordenadas horizontales a y se puede calcular mediante las siguientes fórmulas:

También puedes resolver el problema inverso: según los valores medidos a y h, sabiendo la hora, calcular a y d. declinación d se calcula directamente a partir de la última fórmula, luego a partir de la penúltima se calcula H, y del primero, si se conoce el tiempo sideral, entonces a.

Representación de la esfera celeste.

Durante siglos, los científicos han buscado la mejor forma de representar la esfera celeste para su estudio o demostración. Se propusieron dos tipos de modelos: bidimensionales y tridimensionales.

La esfera celeste se puede representar en un plano de la misma manera que la Tierra esférica se representa en los mapas. En ambos casos, se debe seleccionar un sistema de proyección geométrica. El primer intento de representar secciones de la esfera celeste en un plano fueron las tallas en roca de configuraciones estelares en las cuevas de los pueblos antiguos. Hoy en día, hay varios mapas estelares publicados en forma de atlas de estrellas dibujados a mano o fotográficos que cubren todo el cielo.

Los antiguos astrónomos chinos y griegos representaban la esfera celeste en un modelo conocido como "esfera armilar". Consiste en círculos o anillos de metal conectados entre sí para mostrar los círculos más importantes de la esfera celeste. Ahora se usan a menudo globos estelares, en los que se marcan las posiciones de las estrellas y los círculos principales de la esfera celeste. Las esferas armilares y los globos tienen un inconveniente común: la posición de las estrellas y las marcas de los círculos están marcadas en su lado exterior, convexo, que vemos desde afuera, mientras miramos el cielo "desde adentro", y el las estrellas nos parecen colocadas en el lado cóncavo de la esfera celeste. Esto a veces conduce a confusión en las direcciones de movimiento de las estrellas y las figuras de las constelaciones.

El planetario ofrece la representación más realista de la esfera celeste. La proyección óptica de las estrellas sobre una pantalla hemisférica desde el interior permite reproducir con mucha precisión el aspecto del cielo y todo tipo de movimientos de las luminarias sobre él.

Puntos y lineas de la esfera celeste - como encontrar el almucantarat por donde pasa el ecuador celeste, que es el meridiano celeste.

Qué es la esfera celeste

Esfera celestial- un concepto abstracto, una esfera imaginaria de radio infinitamente grande, cuyo centro es el observador. Al mismo tiempo, el centro de la esfera celeste está, por así decirlo, al nivel de los ojos del observador (en otras palabras, todo lo que ves sobre tu cabeza de horizonte a horizonte es esta misma esfera). Sin embargo, para facilitar la percepción, podemos considerar el centro de la esfera celeste y el centro de la Tierra, no hay error en esto. Las posiciones de las estrellas, los planetas, el Sol y la Luna se aplican a la esfera en la posición en la que son visibles en el cielo en un momento determinado desde un punto dado de la ubicación del observador.

En otras palabras, aunque observamos la posición de las luminarias en la esfera celeste, estando en diferentes lugares del planeta, veremos constantemente una imagen ligeramente diferente, conociendo los principios del "trabajo" de la esfera celeste, mirando el cielo nocturno, podemos orientarnos fácilmente en el suelo usando una técnica simple. Conociendo la vista desde arriba en el punto A, la compararemos con la vista del cielo en el punto B, y por las desviaciones de los puntos de referencia familiares, podemos entender exactamente dónde estamos ahora.

La gente ha ideado durante mucho tiempo una serie de herramientas para facilitar nuestra tarea. Si navega por el globo "terrestre" simplemente con la ayuda de la latitud y la longitud, también se proporcionan una serie de elementos similares (puntos y líneas) para el globo "celestial", la esfera celestial.

Esfera celeste y posición del observador. Si el observador se mueve, se moverá toda la esfera visible para él.

Elementos de la esfera celeste

La esfera celeste tiene una serie de puntos, líneas y círculos característicos, consideremos los elementos principales de la esfera celeste.

Vertical del observador

Vertical del observador- una línea recta que pasa por el centro de la esfera celeste y coincide con la dirección de la plomada en el punto del observador. Cenit- el punto de intersección de la vertical del observador con la esfera celeste, situado por encima de la cabeza del observador. Nadir- el punto de intersección de la vertical del observador con la esfera celeste, opuesto al cenit.

verdadero horizonte- un gran círculo en la esfera celeste, cuyo plano es perpendicular a la vertical del observador. El verdadero horizonte divide la esfera celeste en dos partes: hemisferio suprahorizontal donde se encuentra el cenit, y hemisferio subhorizontal, en el que se encuentra el nadir.

Eje del mundo (Eje ​​de la Tierra)- una línea recta alrededor de la cual se produce la rotación diaria visible de la esfera celeste. El eje del mundo es paralelo al eje de rotación de la Tierra, y para un observador ubicado en uno de los polos de la Tierra, coincide con el eje de rotación de la Tierra. La rotación diaria aparente de la esfera celeste es un reflejo de la rotación diaria real de la Tierra alrededor de su eje. Los polos del mundo son los puntos de intersección del eje del mundo con la esfera celeste. El polo del mundo, ubicado en la constelación de la Osa Menor, se llama Polo Norte mundo, y el polo opuesto se llama Polo Sur.

Un gran círculo en la esfera celeste, cuyo plano es perpendicular al eje del mundo. El plano del ecuador celeste divide la esfera celeste en hemisferio norte, en el que se encuentra el Polo Norte del Mundo, y hemisferio sur donde se encuentra el Polo Sur del Mundo.

O el meridiano del observador: un gran círculo en la esfera celeste, que pasa por los polos del mundo, el cenit y el nadir. Coincide con el plano del meridiano terrestre del observador y divide la esfera celeste en oriental y hemisferio oeste.

Puntos norte y sur- puntos de intersección del meridiano celeste con el horizonte verdadero. El punto más cercano al Polo Norte del mundo se llama el punto norte del horizonte verdadero C, y el punto más cercano al Polo Sur del mundo se llama el punto sur Yu. Los puntos del este y el oeste son los puntos de intersección del ecuador celeste con el horizonte verdadero.

línea del mediodía- una línea recta en el plano del horizonte verdadero, que conecta los puntos del norte y del sur. Esta línea se llama mediodía porque al mediodía, hora solar verdadera local, la sombra del polo vertical coincide con esta línea, es decir, con el meridiano verdadero de este punto.

Puntos de intersección del meridiano celeste con el ecuador celeste. El punto más cercano al punto sur del horizonte se llama punto al sur del ecuador celeste, y el punto más cercano al punto norte del horizonte es punto al norte del ecuador celeste.

luminarias verticales

luminarias verticales, o círculo de altura, - un gran círculo en la esfera celeste, que pasa por el cenit, el nadir y la luminaria. La primera vertical es la vertical que pasa por los puntos de este y oeste.

Círculo de declinación, o , - un gran círculo en la esfera celeste, que pasa por los polos del mundo y la luminaria.

Un pequeño círculo en la esfera celeste, dibujado a través de la luminaria paralelo al plano del ecuador celeste. El movimiento diario visible de las luminarias se produce a lo largo de los paralelos diarios.

luminarias de almukantarat

luminarias de almukantarat- un pequeño círculo en la esfera celeste, dibujado a través de la luminaria paralelo al plano del horizonte verdadero.

Todos los elementos de la esfera celeste mencionados anteriormente se utilizan activamente para resolver problemas prácticos de orientación en el espacio y determinar la posición de las estrellas. Dependiendo de los propósitos y condiciones de medición, se utilizan dos sistemas diferentes. coordenadas celestes esféricas.

En un sistema, la luminaria se orienta en relación con el horizonte verdadero y se denomina este sistema, y ​​en el otro, en relación con el ecuador celeste y se denomina.

En cada uno de estos sistemas, la posición de la luminaria en la esfera celeste está determinada por dos valores angulares, al igual que la posición de los puntos en la superficie de la Tierra está determinada por la latitud y la longitud.