Сокровища звездного неба

Зигель Феликс Юрьевич

рис .14.

Прямая, соединяющая оба полюса мира, получила название оси мира.При наблюдении звездного неба создается обманчивое впечатление, что все звезды укреплены на какой-то невидимой прозрачной хрустальной сфере (так думали древние) и эта сфера медленно вращается вокруг оси мира, завершая полный оборот за сутки.

Если через центр небесной сферы провести плоскость, перпендикулярную к оси мира, то она пересечет небесную сферу по линии, которая - называется небесным экватором.Небесный экватор делит небо на два полушария. То

из них, в котором находится Полярная звезда, называется северным, а противоположное — южным. Нетрудно сообразить, что небесный экватор имеет такой же радиус, как и небесная сфера. Подобные окружности на поверхности любой сферы называются большими кругамиданной сферы.

Видимые пути звезд в их кажущемся движении по небосводу параллельны небесному экватору. То же можно сказать и о видимых суточных путях Солнца и Луны.

Проведем мысленно плоскость через три точки: глаз наблюдателя, зенит и северный полюс мира. Она пересечет небесную сферу по большому кругу, который называется небесным меридианом.Небесный меридиан пересекает математический горизонт в двух точках, из которых ближайшая к северному полюсу мира называется точкой севера,а противоположная — точкой юга.Точки горизонта, отстоящие в обе стороны от этих точек на 90°, называются точками востокаи запада.Очевидно, именно в этих точках с математическим горизонтом пересекается небесный экватор.

Прямая, соединяющая точки севера и юга, называется полуденной линией.Легко убедиться, что в полдень тени от всех предметов падают по направлению этой линии.

Наблюдая видимое движение звезд в южной части небосвода, можно заметить, что, проходя через небесный меридиан, они занимают при этом наивысшее положение над горизонтом. Наоборот, на участке небесного меридиана между северным полюсом мира и точкой севера звезда, пересекая небесный меридиан, оказывается в этот момент в наинизшем положении по отношению к горизонту. Первое из этих явлений называется верхней кульминациейзвезды (или вообще какого-нибудь светила), а второе — его нижней кульминацией.

Таким образом, кульминацией светила называется его прохождение через небесный меридиан.

Продолжая наблюдения звездного неба, можно заметить, что звезды (для наблюдателя, находящегося в умеренных широтах) можно разделить на три группы. К первой из них отнесем все те звезды, которые в нижней кульминации проходят выше точки севера. Очевидно, что они никогда не пересекают линию горизонта и потому образуют группу незаходящих звезд(рис. 15).

рис. 15

Есть, разумеется, и такие звезды, верхняя кульминация которых происходит под горизонтом, ниже точки юга. Они принадлежат к группе невосходящих звезд.Наконец, между рассмотренными двумя зонами неба располагается область, в которой все звезды дважды в сутки (при восходе и заходе) пересекают линию горизонта. Они составляют группу восходящих и заходящих звезд.

Как уже говорилось, все звезды при своем видимом суточном Движении, вызванном осевым вращением Земли, перемещаются на небесной сфере параллельно небесному экватору. Так как при этом угловое расстояние любой звезды от небесного экватора остается постоянным, естественно определять положение звезд на небесной сфере не относительно горизонта, а по отношению к небесному экватору. Угловое расстояние звезды от небесного экватора, обозначаемое греческой буквой , называется ее склонением.

Таким образом, склонением

небесного светила называется угол между направлением из центра небесной сферы на данное светило и плоскостью небесного экватора.

Полуокружности, соединяющие полюсы мира, называются кругами склонения.Через данное светило всегда проходит один из кругов склонения.

Склонение измеряется в градусах, минутах и секундах дуги. Условились считать склонение положительным для светил, находящихся в северном полушарии неба, и отрицательным для светил в его южном полушарии. Легко сообразить, что все точки небесного экватора имеют склонение, равное нулю, а полюсы мира +90° (северный полюс) и —90° (южный полюс).

Одно склонение еще не может полностью характеризовать положение светила на небесной сфере. Необходима вторая координата, которая вместе со склонением однозначно характеризовала бы положение светила на небесной сфере.

Эта вторая координата названа астрономами прямым восхождением и обозначается греческой буквой . Поясним, как она определяется.

На небесном экваторе есть точка, в которой Солнце ежегодно бывает в день весеннего равноденствия, 20 или 21 марта. Поэтому данная точка, принимаемая за начало отсчета в экваториальной системе координат, называется точкой весеннего равноденствия.Ее обозначают особым условным значком (который не следует путать с греческой буквой у).

Проведем через полюсы мира и данное светило круг склонения. Как видно из рис. 16, прямое восхождение светила равно углу между направлением из центра небесной сферы на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга склонения данного светила.

рис. 16

Прямое восхождение светила отсчитывается в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса мира.

Хотя прямое восхождение, как и склонение светила, является некоторым углом, этот угол по ряду причин удобнее измерять не в градусах, минутах и секундах дуги, а в единицах времени.

Так как небесная сфера в своем кажущемся вращении вокруг наблюдателя завершает полный оборот за 24 часа, то отсюда следует, что в часовой мере угол в 360 градусов равен 24 часам. Следовательно, каждый час, как мера угла, соответствует 15 градусам, а каждый градус — 4 минутам времени. Соотношение часовых и градусных единиц выглядит следующим образом:

360° соответствуют 24 часам,

15° соответствуют 1 часу,

1° соответствует 4 минутам,

15' соответствует 1 минуте,

1' соответствует 4 секундам.

В сокращенной записи прямого восхождения часы, минуты и секунды обозначаются русскими буквами «ч», «м», «с» или латинскими «h», «m», «s» (например, 5 ^ч12 ^м6 ^сили 5 ^h12 ^m6 ^s).

Прямое восхождение и склонение светила называются его небесными экваториальными координатами.

Небесные экваториальные координаты весьма похожи на географические координаты, причем прямое восхождение подобно долготе, а склонение — широте. Географические координаты, в сущности, также могут быть названы экваториальными, так как они определяются по отношению к земному экватору. Как при вращении Земли шпрота и долгота городов остаются неизменными, так и при суточном вращении небесной сферы не меняются склонение и прямое восхождение всех звезд. В звездных каталогах, содержащих справочные сведения о различных звездах, указываются их экваториальные координаты. Что же касается «странствующих» небесных светил, перемещающихся на фоне звездного неба (Солнца, Луны, планет и др.), то их прямые восхождения и склонения, естественно, все время изменяются, как меняются и географические координаты земных путешественников.