همه اجرام آسمانی در فواصل غیرعادی بزرگ و بسیار متفاوت از ما قرار دارند. اما به نظر ما آنها به همان اندازه دور هستند و گویی در یک کره خاص قرار دارند. هنگام حل مسائل عملی در نجوم هوانوردی، مهم است که نه فاصله تا ستاره ها، بلکه موقعیت آنها بر روی کره آسمانی در زمان رصد را بدانیم.

کره سماوی کره ای خیالی با شعاع بی نهایت بزرگ است که مرکز آن ناظر است. هنگام در نظر گرفتن کره آسمانی، مرکز آن با چشم ناظر ترکیب می شود. ابعاد زمین نادیده گرفته شده است، بنابراین مرکز کره آسمانی اغلب با مرکز زمین نیز ترکیب می شود. نورها در چنین موقعیتی به کره اعمال می شوند که در نقطه ای از زمان از نقطه معینی از مکان ناظر در آسمان قابل مشاهده هستند.

کره سماوی دارای تعدادی نقطه، خطوط و دایره های مشخص است. روی انجیر 1.1، دایره ای با شعاع دلخواه یک کره آسمانی را نشان می دهد که در مرکز آن، با نقطه O، ناظر قرار دارد. عناصر اصلی کره آسمانی را در نظر بگیرید.

عمود ناظر خط مستقیمی است که از مرکز کره سماوی می گذرد و با جهت شاقول در نقطه ناظر منطبق است. Zenith Z - نقطه تقاطع عمودی ناظر با کره آسمانی، واقع در بالای سر ناظر. نادر ز» - نقطه تلاقی عمود ناظر با کره سماوی، در مقابل نقطه اوج.

افق واقعی N E SW W دایره بزرگی بر روی کره سماوی است که صفحه آن عمود بر عمود ناظر است. افق حقیقی کره سماوی را به دو قسمت تقسیم می کند: نیمکره ماوراء افق که نقطه اوج در آن قرار دارد و نیمکره فرعی که نادر در آن قرار دارد.

محور جهان PP" یک خط مستقیم است که چرخش روزانه مرئی کره سماوی حول آن انجام می شود.

برنج. 1.1. نقاط اساسی، خطوط و دایره های کره سماوی

محور جهان موازی با محور چرخش زمین است و برای ناظری که در یکی از قطب های زمین قرار دارد، با محور چرخش زمین منطبق است. چرخش ظاهری روزانه کره سماوی بازتابی از چرخش روزانه واقعی زمین حول محور خود است.

قطب های جهان نقاط تلاقی محور جهان با کره سماوی هستند. قطب سماوی که در صورت فلکی دب صغیر قرار دارد، قطب شمال سماوی R و قطب مخالف آن، R جنوبی نامیده می شود.

استوای سماوی دایره بزرگی بر روی کره سماوی است که صفحه آن عمود بر محور جهان است. صفحه استوای سماوی کره سماوی را به نیمکره شمالی که قطب شمال جهان در آن قرار دارد و نیمکره جنوبی که قطب جنوب جهان در آن قرار دارد تقسیم می کند.

نصف النهار سماوی یا نصف النهار ناظر دایره ای بزرگ بر روی کره آسمانی است که از قطب های جهان، اوج و نادر می گذرد. با صفحه نصف النهار ناظر زمین منطبق است و کره سماوی را به نیمکره شرقی و غربی تقسیم می کند.

نقاط شمالی و جنوبی نقاط تلاقی نصف النهار آسمانی با افق واقعی هستند. نزدیکترین نقطه به قطب شمال جهان را نقطه شمالی افق واقعی C و نزدیکترین نقطه به قطب جنوب جهان را نقطه جنوبی یو می نامند. نقاط شرق و غرب نقاط تقاطع هستند. از استوای سماوی با افق واقعی.

خط ظهر - یک خط مستقیم در صفحه افق واقعی که نقاط شمال و جنوب را به هم متصل می کند. این خط به این دلیل ظهر نامیده می شود که در ظهر، به وقت خورشیدی واقعی محلی، سایه از قطب عمودی با این خط، یعنی با نصف النهار واقعی این نقطه منطبق است.

نقاط جنوبی و شمالی استوای سماوی نقاط تلاقی نصف النهار آسمانی با استوای سماوی هستند. نزدیکترین نقطه به نقطه جنوبی افق را نقطه جنوبی استوای سماوی و نزدیکترین نقطه به نقطه شمالی افق را نقطه شمالی می نامند.

عمود نور یا دایره ارتفاع، دایره بزرگی بر روی کره آسمانی است که از اوج، نادر و نور می گذرد. عمود اول عمودی است که از نقاط شرق و غرب می گذرد.

دایره انحراف یا دایره ساعتی نور، PMP یک دایره بزرگ روی کره آسمانی است که از قطب های میوآ و نورافشان می گذرد.

موازی شبح روزانه یک دایره کوچک بر روی کره سماوی است که از طریق نور موازی با صفحه استوای سماوی کشیده شده است. حرکت روزانه قابل مشاهده چراغ ها در امتداد موازی های روزانه رخ می دهد.

Almukantarat از AMAG درخشان - یک دایره کوچک بر روی کره آسمانی، که از طریق نور موازی با صفحه افق واقعی کشیده شده است.

عناصر در نظر گرفته شده از کره آسمانی به طور گسترده در نجوم هوانوردی استفاده می شود.

§ 48. کره آسمانی. نقاط اساسی، خطوط و دایره های کره سماوی

کره سماوی کره ای با هر شعاع است که در یک نقطه دلخواه در فضا متمرکز شده است. برای مرکز آن، بسته به بیان مسئله، چشم ناظر، مرکز ابزار، مرکز زمین و غیره را بگیرید.

نقاط و دایره های اصلی کره آسمانی را در نظر بگیرید که برای مرکز آن چشم ناظر گرفته شده است (شکل 72). از مرکز کره سماوی یک خط شاقول بکشید. نقاط تلاقی شاقول با کره را اوج Z و نادر n می نامند.

برنج. 72.

صفحه ای که از مرکز کره سماوی عمود بر شاقول می گذرد نامیده می شود هواپیمای افق واقعیاین صفحه در تقاطع با کره سماوی دایره ای بزرگ را تشکیل می دهد که به آن افق حقیقی می گویند. دومی کره سماوی را به دو قسمت فوق افق و فرعی تقسیم می کند.

خط مستقیمی که از مرکز کره سماوی موازی با محور زمین می گذرد، محور جهان نامیده می شود. نقاط تلاقی محور جهان با کره سماوی نامیده می شود قطب های جهانیکی از قطب های منطبق با قطب های زمین، قطب شمال آسمانی نامیده می شود و Pn نامیده می شود و دیگری قطب آسمانی جنوب Ps نامیده می شود.

صفحه QQ که از مرکز کره آسمانی عمود بر محور جهان می گذرد نامیده می شود. صفحه استوای سماویاین صفحه، در تقاطع با کره آسمانی، دایره ای از یک دایره بزرگ را تشکیل می دهد - استوای آسمانی،که کره سماوی را به دو قسمت شمالی و جنوبی تقسیم می کند.

دایره بزرگ کره آسمانی که از قطب های جهان اوج و نادر می گذرد نامیده می شود. نصف النهار ناظر PN nPsZ. محور جهان نصف النهار ناظر را به PN ZP های ظهر و PN nPs نیمه شب تقسیم می کند.

نصف النهار ناظر در دو نقطه با افق واقعی تلاقی می کند: نقطه شمالی N و نقطه جنوبی S. خط مستقیمی که نقاط شمالی و جنوبی را به هم متصل می کند نامیده می شود. خط ظهر

اگر از مرکز کره به نقطه N نگاه کنید، نقطه شرقی O st در سمت راست و نقطه غربی W در سمت چپ خواهد بود. دایره‌های کوچک کره سماوی موازی با صفحه افق واقعی نامیده می شود آلموکانتارات ها؛ bb کوچک" موازی با صفحه استوای سماوی، - توازی های آسمانی

دایره های زون کره سماوی که از نقطه اوج و نادر عبور می کنند نامیده می شوند عمودی هاعمودی که از نقاط شرق و غرب می گذرد عمود اول نامیده می شود.

دایره های PNoP های کره آسمانی که از قطب های آسمانی عبور می کنند نامیده می شوند دایره های انحراف

نصف النهار ناظر هم عمودی و هم دایره انحراف است. این کره آسمانی را به دو بخش - شرقی و غربی تقسیم می کند.

قطب جهان که در بالای افق (زیر افق) قرار دارد، قطب مرتفع (پایین) جهان نامیده می شود. نام قطب مرتفع جهان همیشه با نام عرض جغرافیایی مکان همنام است.

محور جهان با صفحه افق حقیقی زاویه ای برابر با عرض جغرافیایی مکان

موقعیت نورها بر روی کره آسمانی با استفاده از سیستم های مختصات کروی تعیین می شود. در نجوم دریایی از سیستم مختصات افقی و استوایی استفاده می شود.

کره آسمانی
وقتی آسمان را رصد می کنیم، به نظر می رسد که تمام اجرام نجومی روی سطحی گنبدی شکل قرار گرفته اند که ناظر در مرکز آن قرار دارد. این گنبد خیالی نیمه بالایی یک کره خیالی را تشکیل می دهد که به آن «کره آسمانی» می گویند. نقش اساسی در نشان دادن موقعیت اجرام نجومی دارد.

اگرچه ماه، سیارات، خورشید و ستارگان در فواصل متفاوتی از ما قرار دارند، اما حتی نزدیک‌ترین آنها به قدری دور هستند که نمی‌توانیم فاصله آنها را با چشم تخمین بزنیم. با حرکت در سطح زمین، جهت ستاره تغییر نمی کند. (درست است، با حرکت زمین در مدارش اندکی تغییر می کند، اما این جابجایی موازی تنها با کمک دقیق ترین ابزارها قابل مشاهده است.) به نظر ما این است که کره آسمانی می چرخد، زیرا نورها در شرق بالا می روند و در غرب تنظیم شده است. دلیل این امر چرخش زمین از غرب به شرق است. چرخش ظاهری کره سماوی حول یک محور خیالی اتفاق می افتد که محور چرخش زمین را ادامه می دهد. این محور در دو نقطه کره سماوی را قطع می کند که به آنها شمال و جنوب «قطب جهان» می گویند. قطب شمال سماوی در حدود یک درجه از ستاره شمال قرار دارد و هیچ ستاره درخشانی در نزدیکی قطب جنوب وجود ندارد.

محور چرخش زمین در حدود 23.5 درجه نسبت به عمود کشیده شده به صفحه مدار زمین (به صفحه دایره البروج) تمایل دارد. تقاطع این صفحه با کره سماوی یک دایره - دایره البروج، مسیر ظاهری خورشید در یک سال را می دهد. جهت محور زمین در فضا تقریباً تغییر نمی کند. بنابراین هر سال در ماه ژوئن، زمانی که انتهای شمالی محور به سمت خورشید متمایل می شود، در نیمکره شمالی در آسمان بالا می رود، جایی که روزها طولانی و شب ها کوتاه می شوند. زمین پس از حرکت به سمت مخالف مدار در ماه دسامبر، با نیمکره جنوبی به سمت خورشید می چرخد ​​و در شمال ما روزها کوتاه و شب ها طولانی می شود.
همچنین ببینیدفصل ها . با این حال، تحت تأثیر جاذبه خورشید و ماه، جهت محور زمین همچنان به تدریج در حال تغییر است. حرکت اصلی محور که در اثر تأثیر خورشید و ماه بر برآمدگی استوایی زمین ایجاد می شود، تقدیم نامیده می شود. در نتیجه تقدیم، محور زمین به آرامی حول عمود بر صفحه مداری می چرخد ​​و مخروطی را با شعاع 23.5 درجه در 26 هزار سال توصیف می کند. به همین دلیل، چند قرن دیگر قطب دیگر نزدیک ستاره شمالی نخواهد بود. علاوه بر این، محور زمین نوسانات کوچکی ایجاد می کند که به آن nutation گفته می شود و با بیضی بودن مدارهای زمین و ماه همراه است و همچنین این واقعیت که صفحه مدار ماه کمی به صفحه مدار زمین متمایل است. همانطور که می دانیم، ظاهر کره آسمانی در طول شب به دلیل چرخش زمین به دور محور خود تغییر می کند. اما حتی اگر آسمان را به طور همزمان در طول سال رصد کنید، ظاهر آن به دلیل چرخش زمین به دور خورشید تغییر می کند. تقریبا طول می کشد. 3651/4 روز - تقریباً یک درجه در روز. به هر حال، یک روز یا بهتر است بگوییم یک روز خورشیدی، زمانی است که در طی آن زمین یک بار به دور محور خود نسبت به خورشید می چرخد. این شامل مدت زمانی است که زمین طول می کشد تا چرخش خود را نسبت به ستارگان کامل کند (یک روز غیر طبیعی)، به اضافه زمان کمی - حدود چهار دقیقه - که برای جبران حرکت مداری زمین در هر دوره لازم است. روز به یک درجه بنابراین، در یک سال تقریبا. 3651/4 روز شمسی و حدود. ستاره 3661/4.
وقتی از یک نقطه خاص نگاه شود
ستارگان زمینی که در نزدیکی قطب ها قرار دارند یا همیشه بالای افق هستند یا هرگز از آن بالا نمی آیند. همه ستارگان دیگر طلوع و غروب می کنند و هر روز طلوع و غروب هر ستاره 4 دقیقه زودتر از روز قبل اتفاق می افتد. برخی از ستارگان و صورت های فلکی در شب در زمستان در آسمان طلوع می کنند - ما آنها را "زمستان" و برخی دیگر "تابستان" می نامیم. بنابراین، نمای کره آسمانی با سه زمان تعیین می شود: زمان روز مرتبط با چرخش زمین. زمان از سال مرتبط با گردش در اطراف خورشید؛ دوران مرتبط با سبقت (اگرچه آخرین اثر حتی برای 100 سال به سختی "با چشم" قابل توجه است).
دستگاه های مختصات.راه های مختلفی برای نشان دادن موقعیت اجسام بر روی کره آسمانی وجود دارد. هر یک از آنها برای کارهایی از نوع خاصی مناسب است.
سیستم آلت آزیموتبرای نشان دادن موقعیت یک جسم در آسمان نسبت به اجرام زمینی که ناظر را احاطه کرده اند، از یک سیستم مختصات "alt-azimuth" یا "افقی" استفاده می شود. این نشان دهنده فاصله زاویه ای جسم در بالای افق، به نام "ارتفاع"، و همچنین "آزیموت" آن است - فاصله زاویه ای در امتداد افق از یک نقطه شرطی تا یک نقطه مستقیماً زیر جسم. در نجوم، آزیموت از یک نقطه از جنوب به غرب، و در زمین شناسی و ناوبری - از یک نقطه شمال به شرق اندازه گیری می شود. بنابراین، قبل از استفاده از آزیموت، باید دریابید که در کدام سیستم نشان داده شده است. نقطه ای در آسمان که مستقیماً بالای سر قرار دارد، 90 درجه ارتفاع دارد و "اوج" نامیده می شود و نقطه مقابل آن (زیر پاها) "نادیر" نامیده می شود. برای بسیاری از کارها، دایره بزرگی از کره آسمانی به نام "نصف النهار آسمانی" مهم است. از قطب های اوج، نادر و آسمان می گذرد و در نقاط شمال و جنوب از افق عبور می کند.
سیستم استواییبه دلیل چرخش زمین، ستارگان دائماً نسبت به افق و نقاط اصلی حرکت می کنند و مختصات آنها در منظومه افقی تغییر می کند. اما برای برخی از وظایف نجوم، سیستم مختصات باید مستقل از موقعیت ناظر و زمان روز باشد. چنین سیستمی "استوایی" نامیده می شود. مختصات آن شبیه طول و عرض جغرافیایی است. در آن، صفحه استوای زمین، که تا تقاطع با کره آسمانی گسترش یافته است، دایره اصلی - "استوای آسمانی" را تنظیم می کند. "انحراف" یک ستاره شبیه عرض جغرافیایی است و با فاصله زاویه ای آن در شمال یا جنوب استوای سماوی اندازه گیری می شود. اگر ستاره دقیقاً در نقطه اوج قابل مشاهده باشد، عرض جغرافیایی محل رصد برابر با انحراف ستاره است. طول جغرافیایی مربوط به "عروج راست" ستاره است. در شرق نقطه تلاقی دایره البروج با استوای سماوی اندازه گیری می شود که خورشید در ماه مارس در روز آغاز بهار در نیمکره شمالی و پاییز در جنوب از آن می گذرد. این نقطه که برای نجوم مهم است، "نقطه اول برج حمل" یا "نقطه اعتدال بهاری" نامیده می شود و با علامت نشان داده می شود.
سیستم های دیگربرای برخی اهداف، سیستم های مختصات دیگری در کره آسمانی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال هنگام مطالعه حرکت اجسام در منظومه شمسی از سیستم مختصاتی استفاده می کنند که صفحه اصلی آن صفحه مدار زمین است. ساختار کهکشان در یک سیستم مختصات مورد مطالعه قرار می گیرد که صفحه اصلی آن صفحه استوایی کهکشان است که در آسمان با دایره ای که در امتداد کهکشان راه شیری می گذرد نشان داده شده است.
مقایسه سیستم های مختصات.مهمترین جزئیات سیستم های افقی و استوایی در شکل ها نشان داده شده است. در جدول، این سیستم ها با سیستم مختصات جغرافیایی مقایسه شده اند.
انتقال از یک سیستم به سیستم دیگر.اغلب نیاز به محاسبه مختصات استوایی آن از روی مختصات alt-azimuth یک ستاره و بالعکس وجود دارد. برای این کار باید لحظه رصد و موقعیت ناظر روی زمین را دانست. از نظر ریاضی، مشکل با استفاده از یک مثلث کروی با رئوس در نقطه اوج، قطب شمال آسمان و ستاره X حل می شود. به آن "مثلث نجومی" می گویند. زاویه ای که در قطب شمال جهان بین نصف النهار ناظر و جهت هر نقطه از کره سماوی قرار دارد، «زاویه ساعتی» این نقطه نامیده می شود. در غرب نصف النهار اندازه گیری می شود. زاویه ساعتی اعتدال بهاری را که بر حسب ساعت، دقیقه و ثانیه بیان می‌شود، در نقطه مشاهده «زمان بیدری» (Si. T. - sidereal time) می‌گویند. و از آنجایی که عروج راست یک ستاره نیز زاویه قطبی بین جهت به آن و به اعتدال بهاری است، پس زمان نادر برابر است با صعود راست تمام نقاط واقع در نصف النهار ناظر. بنابراین، زاویه ساعت هر نقطه از کره آسمانی برابر است با اختلاف زمان غیر واقعی و صعود راست آن:

اجازه دهید عرض جغرافیایی ناظر j باشد. اگر مختصات استوایی ستاره a و d داده شود، مختصات افقی آن a و را می توان با استفاده از فرمول های زیر محاسبه کرد: همچنین می توانید مسئله معکوس را حل کنید: با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده a و h، دانستن زمان، a و d را محاسبه کنید میل d مستقیماً از آخرین فرمول محاسبه می شود، سپس H از فرمول ماقبل آخر محاسبه می شود، و a از اولین محاسبه می شود، اگر زمان غیر واقعی مشخص باشد.
بازنمایی کره آسمانی.برای قرن ها، دانشمندان به دنبال بهترین راه برای نشان دادن کره آسمانی برای مطالعه یا نمایش بودند. دو نوع مدل پیشنهاد شد: دو بعدی و سه بعدی. کره آسمانی را می توان در یک هواپیما به همان شکلی که زمین کروی در نقشه ها به تصویر کشیده شده است، به تصویر کشید. در هر دو مورد، یک سیستم طرح ریزی هندسی باید انتخاب شود. اولین تلاش برای نشان دادن بخش هایی از کره آسمانی در یک هواپیما، کنده کاری های صخره ای از پیکربندی های ستاره ای در غارهای مردم باستان بود. امروزه نمودارهای ستارگان مختلفی به صورت اطلس ستاره ای با دست یا عکاسی منتشر شده است که کل آسمان را پوشش می دهد. ستاره شناسان چینی و یونانی باستان کره آسمانی را در مدلی به نام "کره ارتشی" نشان می دادند. از دایره ها یا حلقه های فلزی تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده اند تا مهمترین دایره های کره آسمانی را نشان دهند. اکنون اغلب از کره های ستاره ای استفاده می شود که موقعیت ستارگان و دایره های اصلی کره آسمانی روی آنها مشخص شده است. کره‌های ارتشی و کره‌ها یک اشکال مشترک دارند: موقعیت ستارگان و نشانه‌های دایره‌ها در سمت بیرونی و محدب آنها مشخص شده است که ما از بیرون به آن نگاه می‌کنیم، در حالی که ما به آسمان "از داخل" نگاه می‌کنیم. به نظر ما ستارگان در سمت مقعر کره سماوی قرار گرفته اند. این گاهی منجر به سردرگمی در جهت حرکت ستاره ها و شکل های صورت فلکی می شود. سیاره‌نما واقعی‌ترین تصویر را از کره آسمانی ارائه می‌دهد. پرتاب نوری ستارگان بر روی یک صفحه نیمکره از داخل، امکان بازتولید بسیار دقیق ظاهر آسمان و انواع حرکات نورهای بر روی آن را فراهم می کند.
همچنین ببینید
نجوم و اخترفیزیک;
سیاره ای;
ستاره ها .

دایره المعارف کولیر. - جامعه باز. 2000 .

- یک کره کمکی خیالی با شعاع دلخواه، که اجرام آسمانی بر روی آن پرتاب می شوند. در نجوم برای مطالعه موقعیت نسبی و حرکت اجرام فضایی بر اساس تعیین مختصات آنها در کره سماوی استفاده می شود. ... ... - یک کره کمکی خیالی با شعاع دلخواه، که اجرام آسمانی بر روی آن پرتاب می شوند. در نجوم برای مطالعه موقعیت و حرکت نسبی اجرام فضایی بر اساس تعیین مختصات آنها بر روی کره سماوی استفاده می شود. فرهنگ لغت دایره المعارفی

یک کره کمکی خیالی با شعاع دلخواه که اجرام آسمانی روی آن پرتاب می شوند. به حل مسائل مختلف نجومی کمک می کند. نمایندگی ن با. منشاء آن در دوران باستان بر اساس تصویری بود ...... دایره المعارف بزرگ شوروی

یک کره خیالی با شعاع دلخواه، که اجرام آسمانی روی آن به شکلی که از یک نقطه رصدی روی سطح زمین قابل مشاهده هستند (توپومرکزی. N. s.) یا همانطور که از مرکز زمین دیده می شوند (ژئومرکزی. N.) به تصویر کشیده می شوند. s.) یا مرکز خورشید …… فرهنگ لغت پلی تکنیک دایره المعارفی بزرگ

کره آسمانی- dangaus sfera statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. کره آسمانی vok. هیملسکوگل، f; Himmelsspäre، f rus. کره آسمانی، f; فلک، m pranc. Spère Céleste, f … Fizikos terminų žodynas

محتوای مقاله

کره آسمانی.وقتی آسمان را رصد می کنیم، به نظر می رسد که تمام اجرام نجومی روی سطحی گنبدی شکل قرار گرفته اند که ناظر در مرکز آن قرار دارد. این گنبد خیالی نیمه بالایی یک کره خیالی را تشکیل می دهد که به آن «کره آسمانی» می گویند. نقش اساسی در نشان دادن موقعیت اجرام نجومی دارد.

محور چرخش زمین در حدود 23.5 درجه نسبت به عمود کشیده شده به صفحه مدار زمین (به صفحه دایره البروج) تمایل دارد. تقاطع این صفحه با کره سماوی یک دایره - دایره البروج، مسیر ظاهری خورشید در یک سال را می دهد. جهت محور زمین در فضا تقریباً تغییر نمی کند. بنابراین هر سال در ماه ژوئن، زمانی که انتهای شمالی محور به سمت خورشید متمایل می شود، در نیمکره شمالی در آسمان بالا می رود، جایی که روزها طولانی و شب ها کوتاه می شوند. زمین پس از حرکت به سمت مخالف مدار در ماه دسامبر، با نیمکره جنوبی به سمت خورشید می چرخد ​​و در شمال ما روزها کوتاه و شب ها طولانی می شود. سانتی متر. یکسانفصل ها .

با این حال، تحت تأثیر جاذبه خورشید و ماه، جهت محور زمین همچنان به تدریج در حال تغییر است. حرکت اصلی محور که در اثر تأثیر خورشید و ماه بر برآمدگی استوایی زمین ایجاد می شود، تقدیم نامیده می شود. در نتیجه تقدیم، محور زمین به آرامی حول عمود بر صفحه مداری می چرخد ​​و مخروطی را با شعاع 23.5 درجه در 26 هزار سال توصیف می کند. به همین دلیل، چند قرن دیگر قطب دیگر نزدیک ستاره شمالی نخواهد بود. علاوه بر این، محور زمین نوسانات کوچکی ایجاد می کند که به آن nutation گفته می شود و با بیضی بودن مدارهای زمین و ماه همراه است و همچنین این واقعیت که صفحه مدار ماه کمی به صفحه مدار زمین متمایل است.

همانطور که می دانیم، ظاهر کره آسمانی در طول شب به دلیل چرخش زمین به دور محور خود تغییر می کند. اما حتی اگر آسمان را به طور همزمان در طول سال رصد کنید، ظاهر آن به دلیل چرخش زمین به دور خورشید تغییر می کند. تقریبا طول می کشد. 365 1/4 روز - حدود یک درجه در روز. به هر حال، یک روز یا بهتر است بگوییم یک روز خورشیدی، زمانی است که در طی آن زمین یک بار به دور محور خود نسبت به خورشید می چرخد. این شامل مدت زمانی است که برای چرخش زمین به دور ستارگان طول می‌کشد ("روز غیر طبیعی")، به علاوه زمان کمی - حدود چهار دقیقه - برای جبران حرکت مداری زمین به میزان یک درجه در روز. بنابراین، در یک سال تقریبا. 365 1/4 روز شمسی و تقریبا. 366 1/4 ستاره.

هنگامی که از نقطه خاصی روی زمین مشاهده می شود، ستارگانی که در نزدیکی قطب ها قرار دارند یا همیشه بالای افق هستند یا هرگز از آن بالا نمی آیند. همه ستارگان دیگر طلوع و غروب می کنند و هر روز طلوع و غروب هر ستاره 4 دقیقه زودتر از روز قبل اتفاق می افتد. برخی از ستاره ها و صورت های فلکی در طول زمستان در شب در آسمان طلوع می کنند - ما آنها را "زمستان" و برخی دیگر - "تابستان" می نامیم.

بنابراین، نمای کره آسمانی با سه زمان تعیین می شود: زمان روز مرتبط با چرخش زمین. زمان از سال مرتبط با گردش در اطراف خورشید؛ دورانی مرتبط با سبقت (اگرچه اثر دوم حتی در 100 سال به سختی "با چشم" قابل توجه است).

دستگاه های مختصات.

راه های مختلفی برای نشان دادن موقعیت اجسام بر روی کره آسمانی وجود دارد. هر یک از آنها برای کارهایی از نوع خاصی مناسب است.

سیستم آلت آزیموت

برای نشان دادن موقعیت یک جسم در آسمان نسبت به اجرام زمینی که ناظر را احاطه کرده اند، از یک سیستم مختصات "alt-azimuth" یا "افقی" استفاده می شود. این نشان دهنده فاصله زاویه ای جسم در بالای افق، به نام "ارتفاع"، و همچنین "آزیموت" آن است - فاصله زاویه ای در امتداد افق از یک نقطه شرطی تا یک نقطه مستقیماً زیر جسم. در نجوم، آزیموت از نقطه ای از جنوب به غرب و در ژئودزی و ناوبری از نقطه ای از شمال به شرق اندازه گیری می شود. بنابراین، قبل از استفاده از آزیموت، باید دریابید که در کدام سیستم نشان داده شده است. نقطه ای در آسمان که مستقیماً بالای سر قرار دارد، 90 درجه ارتفاع دارد و "اوج" نامیده می شود و نقطه مقابل آن (زیر پاها) "نادیر" نامیده می شود. برای بسیاری از کارها، دایره بزرگی از کره آسمانی به نام "نصف النهار آسمانی" مهم است. از قطب های اوج، نادر و آسمان می گذرد و در نقاط شمال و جنوب از افق عبور می کند.

سیستم استوایی

به دلیل چرخش زمین، ستارگان دائماً نسبت به افق و نقاط اصلی حرکت می کنند و مختصات آنها در منظومه افقی تغییر می کند. اما برای برخی از وظایف نجوم، سیستم مختصات باید مستقل از موقعیت ناظر و زمان روز باشد. چنین سیستمی "استوایی" نامیده می شود. مختصات آن شبیه طول و عرض جغرافیایی است. در آن، صفحه استوای زمین، که تا تقاطع با کره آسمانی گسترش یافته است، دایره اصلی - "استوای آسمانی" را تنظیم می کند. "انحراف" یک ستاره شبیه عرض جغرافیایی است و با فاصله زاویه ای آن در شمال یا جنوب استوای سماوی اندازه گیری می شود. اگر ستاره دقیقاً در نقطه اوج قابل مشاهده باشد، عرض جغرافیایی محل رصد برابر با انحراف ستاره است. طول جغرافیایی مربوط به "عروج راست" ستاره است. در شرق نقطه تلاقی دایره البروج با استوای سماوی اندازه گیری می شود که خورشید در ماه مارس در روز آغاز بهار در نیمکره شمالی و پاییز در جنوب از آن می گذرد. این نقطه که برای ستاره شناسی مهم است، «نقطه اول برج حمل» یا «نقطه اعتدال بهاری» نامیده می شود و با علامت مشخص می شود. مقادیر صعود راست معمولاً بر حسب ساعت و دقیقه داده می شود و 24 ساعت را 360 درجه در نظر می گیریم.

هنگام رصد با تلسکوپ از سیستم استوایی استفاده می شود. این تلسکوپ به گونه ای نصب شده است که بتواند از شرق به غرب حول محوری که به قطب آسمان هدایت می شود بچرخد و در نتیجه چرخش زمین را جبران کند.

سیستم های دیگر

برای برخی اهداف، سیستم های مختصات دیگری در کره آسمانی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال هنگام مطالعه حرکت اجسام در منظومه شمسی از سیستم مختصاتی استفاده می کنند که صفحه اصلی آن صفحه مدار زمین است. ساختار کهکشان در یک سیستم مختصات مورد مطالعه قرار می گیرد که صفحه اصلی آن صفحه استوایی کهکشان است که در آسمان با دایره ای که در امتداد کهکشان راه شیری می گذرد نشان داده شده است.

مقایسه سیستم های مختصات.

مهمترین جزئیات سیستم های افقی و استوایی در شکل ها نشان داده شده است. در جدول، این سیستم ها با سیستم مختصات جغرافیایی مقایسه شده اند.

جدول: مقایسه سیستم های مختصات

مقایسه سیستم های مختصات
مشخصه	سیستم آلت آزیموت	سیستم استوایی	سیستم جغرافیایی
دایره پایه	افق	استوای آسمانی	استوا
لهستانی ها	اوج و نادر	قطب شمال و جنوب جهان	قطب شمال و جنوب
فاصله زاویه ای از دایره اصلی	ارتفاع	انحراف	عرض جغرافیایی
فاصله زاویه ای در امتداد دایره پایه	آزیموت	عروج راست	طول جغرافیایی
نقطه لنگر روی دایره اصلی	در افق به سمت جنوب بروید (در ژئودزی - نقطه شمال)	نقطه اعتدال بهاری	تقاطع با نصف النهار گرینویچ

انتقال از یک سیستم به سیستم دیگر.

اغلب نیاز به محاسبه مختصات استوایی آن از روی مختصات alt-azimuth یک ستاره و بالعکس وجود دارد. برای این کار باید لحظه رصد و موقعیت ناظر روی زمین را دانست. از نظر ریاضی، مشکل با استفاده از یک مثلث کروی با رئوس در نقطه اوج، قطب شمال آسمان و ستاره X حل می شود. به آن "مثلث نجومی" می گویند.

زاویه ای که در قطب شمال جهان بین نصف النهار ناظر و جهت هر نقطه از کره سماوی قرار دارد، «زاویه ساعتی» این نقطه نامیده می شود. در غرب نصف النهار اندازه گیری می شود. زاویه ساعتی اعتدال بهاری را که بر حسب ساعت، دقیقه و ثانیه بیان می‌شود، در نقطه مشاهده «زمان بیدری» (Si. T. - sidereal time) می‌گویند. و از آنجایی که عروج راست یک ستاره نیز زاویه قطبی بین جهت به آن و به اعتدال بهاری است، پس زمان نادر برابر است با صعود راست تمام نقاط واقع در نصف النهار ناظر.

بنابراین، زاویه ساعت هر نقطه از کره آسمانی برابر است با اختلاف زمان غیر واقعی و صعود راست آن:

بگذارید عرض جغرافیایی ناظر باشد j. با توجه به مختصات استوایی یک ستاره آو د، سپس مختصات افقی آن آو با استفاده از فرمول های زیر قابل محاسبه است:

شما همچنین می توانید مشکل معکوس را حل کنید: با توجه به مقادیر اندازه گیری شده آو ساعت، با دانستن زمان، محاسبه کنید آو د. انحراف دمستقیماً از آخرین فرمول محاسبه می شود، سپس از فرمول ماقبل آخر محاسبه می شود اچ، و از اول، اگر زمان غیر واقعی شناخته شود، پس آ.

بازنمایی کره آسمانی.

برای قرن ها، دانشمندان به دنبال بهترین راه برای نشان دادن کره آسمانی برای مطالعه یا نمایش بودند. دو نوع مدل پیشنهاد شد: دو بعدی و سه بعدی.

کره آسمانی را می توان در یک هواپیما به همان شکلی که زمین کروی در نقشه ها به تصویر کشیده شده است، به تصویر کشید. در هر دو مورد، یک سیستم طرح ریزی هندسی باید انتخاب شود. اولین تلاش برای نشان دادن بخش هایی از کره آسمانی در یک هواپیما، کنده کاری های صخره ای از پیکربندی های ستاره ای در غارهای مردم باستان بود. امروزه نمودارهای ستارگان مختلفی به صورت اطلس ستاره ای با دست یا عکاسی منتشر شده است که کل آسمان را پوشش می دهد.

ستاره شناسان چینی و یونانی باستان کره آسمانی را در مدلی به نام "کره ارتشی" نشان می دادند. از دایره ها یا حلقه های فلزی تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده اند تا مهمترین دایره های کره آسمانی را نشان دهند. اکنون اغلب از کره های ستاره ای استفاده می شود که موقعیت ستارگان و دایره های اصلی کره آسمانی روی آنها مشخص شده است. کره‌های ارتشی و کره‌ها یک اشکال مشترک دارند: موقعیت ستارگان و نشانه‌های دایره‌ها در سمت بیرونی و محدب آنها مشخص شده است که ما از بیرون به آن نگاه می‌کنیم، در حالی که ما به آسمان "از داخل" نگاه می‌کنیم. به نظر ما ستارگان در سمت مقعر کره سماوی قرار گرفته اند. این گاهی منجر به سردرگمی در جهت حرکت ستاره ها و شکل های صورت فلکی می شود.

سیاره‌نما واقعی‌ترین تصویر را از کره آسمانی ارائه می‌دهد. پرتاب نوری ستارگان بر روی یک صفحه نیمکره از داخل، امکان بازتولید بسیار دقیق ظاهر آسمان و انواع حرکات نورهای بر روی آن را فراهم می کند.

نقاط و خطوط کره سماوی - نحوه یافتن آلموکانتارات از جایی که استوای آسمانی می گذرد که نصف النهار آسمانی است.

کره آسمانی چیست

کره آسمانی- یک مفهوم انتزاعی، یک کره خیالی با شعاع بی نهایت بزرگ، که مرکز آن ناظر است. در عین حال، مرکز کره آسمانی، همانطور که بود، در سطح چشم ناظر است (به عبارت دیگر، هر چیزی که از افقی به افق بالای سر خود می بینید، همان کره است). اما برای سهولت درک می توان مرکز کره آسمانی و مرکز زمین را در نظر گرفت، در این مورد اشتباهی وجود ندارد. موقعیت ستارگان، سیارات، خورشید و ماه بر روی کره در موقعیتی اعمال می شود که در یک نقطه زمانی معین از یک نقطه معین از مکان ناظر در آسمان قابل مشاهده هستند.

به عبارت دیگر، اگرچه با مشاهده موقعیت نورافکن ها در کره آسمانی، ما که در مکان های مختلف کره زمین قرار داریم، با دانستن اصول "کار" کره آسمانی، به طور مداوم تصویر کمی متفاوت خواهیم دید. آسمان شب، ما به راحتی می توانیم با استفاده از یک تکنیک ساده، خود را روی زمین جهت یابی کنیم. با دانستن نمای بالای نقطه A، آن را با نمای آسمان در نقطه B مقایسه می کنیم و با انحراف نقاط دیدنی آشنا، می توانیم دقیقاً بفهمیم که اکنون در کجا هستیم.

مردم مدت‌هاست که ابزارهای مختلفی برای تسهیل کار ما ارائه کرده‌اند. اگر به سادگی با کمک طول و عرض جغرافیایی در کره زمینی حرکت کنید، تعدادی از عناصر مشابه - نقاط و خطوط، برای کره "آسمانی" - کره آسمانی نیز ارائه می شود.

کره آسمانی و موقعیت ناظر. اگر ناظر حرکت کند، کل کره ای که برای او قابل مشاهده است حرکت می کند.

عناصر کره آسمانی

کره سماوی دارای تعدادی نقطه، خطوط و دایره های مشخصه است، بیایید عناصر اصلی کره سماوی را در نظر بگیریم.

ناظر عمودی

ناظر عمودی- خط مستقیمی که از مرکز کره سماوی می گذرد و با جهت شاقول در نقطه ناظر منطبق است. اوج- نقطه تلاقی عمود ناظر با کره آسمانی که بالای سر ناظر قرار دارد. سمت القدم- نقطه تقاطع عمود ناظر با کره سماوی، در مقابل نقطه اوج.

افق واقعی- دایره بزرگی بر روی کره سماوی که صفحه آن عمود بر عمود ناظر است. افق واقعی کره آسمانی را به دو قسمت تقسیم می کند: نیمکره فوق افقیجایی که نقطه اوج قرار دارد، و نیمکره زیر افقی، که در آن نادر قرار دارد.

محور جهان (محور زمین)- یک خط مستقیم که چرخش روزانه مرئی کره سماوی در اطراف آن رخ می دهد. محور جهان موازی با محور چرخش زمین است و برای ناظری که در یکی از قطب های زمین قرار دارد، با محور چرخش زمین منطبق است. چرخش ظاهری روزانه کره سماوی بازتابی از چرخش روزانه واقعی زمین حول محور خود است. قطب های جهان نقاط تلاقی محور جهان با کره سماوی هستند. قطب جهان واقع در صورت فلکی دب صغیر نامیده می شود قطب شمالجهان، و قطب مخالف نامیده می شود قطب جنوب.

دایره ای بزرگ بر روی کره سماوی که صفحه آن عمود بر محور جهان است. صفحه استوای سماوی کره سماوی را به دو قسمت تقسیم می کند نیمکره شمالی، که در آن قطب شمال جهان قرار دارد و نیمکره جنوبیجایی که قطب جنوب جهان قرار دارد.

یا نصف النهار ناظر - دایره ای بزرگ بر روی کره آسمانی که از قطب های جهان، اوج و نادر می گذرد. منطبق بر سطح زمین نصف النهار ناظر است و کره سماوی را به دو قسمت تقسیم می کند. شرقیو نیمکره غربی.

نقاط شمال و جنوب- نقاط تقاطع نصف النهار آسمانی با افق واقعی. نزدیکترین نقطه به قطب شمال جهان را نقطه شمالی افق واقعی C و نزدیکترین نقطه به قطب جنوب جهان را نقطه جنوبی یو می نامند. نقاط شرق و غرب نقاط تقاطع هستند. از استوای سماوی با افق واقعی.

خط ظهر- یک خط مستقیم در صفحه افق واقعی که نقاط شمال و جنوب را به هم متصل می کند. این خط به این دلیل ظهر نامیده می شود که در ظهر، به وقت خورشیدی واقعی محلی، سایه از قطب عمودی با این خط، یعنی با نصف النهار واقعی این نقطه منطبق است.

نقاط تقاطع نصف النهار آسمانی با استوای سماوی. نزدیکترین نقطه به نقطه جنوبی افق نامیده می شود نقطه جنوب استوای سماوی، و نزدیکترین نقطه به نقطه شمالی افق است نقطه شمال استوای سماوی.

لامپ های عمودی

لامپ های عمودی، یا دایره ارتفاع، - دایره ای بزرگ بر روی کره آسمانی که از اوج و نادر و نور می گذرد. عمود اول عمودی است که از نقاط شرق و غرب می گذرد.

دایره انحرافی، یا ، - دایره ای بزرگ بر روی کره آسمانی که از قطب های جهان و نور می گذرد.

دایره کوچکی بر روی کره سماوی که از طریق نور موازی با صفحه استوای سماوی کشیده شده است. حرکت روزانه قابل مشاهده چراغ ها در امتداد موازی های روزانه رخ می دهد.

نورافکن های آلموکانتارات

نورافکن های آلموکانتارات- دایره کوچکی بر روی کره آسمانی که از طریق نور موازی با صفحه افق واقعی کشیده شده است.

تمام عناصر کره آسمانی که در بالا ذکر شد به طور فعال برای حل مسائل عملی جهت گیری در فضا و تعیین موقعیت ستارگان استفاده می شود. بسته به اهداف و شرایط اندازه گیری، از دو سیستم مختلف استفاده می شود. مختصات آسمانی کروی.

در یک منظومه نور نسبت به افق حقیقی جهت گیری شده و این منظومه نامیده می شود و در منظومه دیگر نسبت به استوای سماوی و نامیده می شود.

در هر یک از این سیستم ها، موقعیت تابش بر روی کره آسمانی با دو مقدار زاویه ای تعیین می شود، همانطور که موقعیت نقاط روی سطح زمین با استفاده از طول و عرض جغرافیایی تعیین می شود.