Točke i linije nebeske sfere - kako pronaći almucantarat kuda prolazi nebeski ekvator, koji je nebeski meridijan.

Što je nebeska sfera

Nebeska sfera - apstraktni pojam, zamišljena kugla beskonačno velikog radijusa, čije je središte promatrač. Istovremeno, središte nebeske sfere je, takoreći, u razini očiju promatrača (drugim riječima, sve što vidite iznad svoje glave od horizonta do horizonta je upravo ova sfera). Međutim, radi lakše percepcije, možemo smatrati središte nebeske sfere i središte Zemlje, u tome nema greške. Položaji zvijezda, planeta, Sunca i Mjeseca naneseni su na sferu u položaju u kojem su vidljivi na nebu u određenom trenutku s dane točke lokacije promatrača.

Drugim riječima, iako promatramo položaj svjetiljki na nebeskoj sferi, mi, nalazeći se na različitim mjestima na planeti, stalno ćemo vidjeti nešto drugačiju sliku, poznavajući principe "rada" nebeske sfere, gledajući noćnog neba, lako se možemo orijentirati na tlu pomoću jednostavne tehnike. Poznavajući pogled iznad glave u točki A, usporedit ćemo ga s pogledom na nebo u točki B, a po odstupanjima poznatih orijentira možemo shvatiti gdje se točno nalazimo.

Ljudi su odavno smislili niz alata koji nam olakšavaju zadatak. Ako se "zemaljskim" globusom krećete jednostavno uz pomoć zemljopisne širine i dužine, tada je niz sličnih elemenata - točaka i linija, također predviđen za "nebeski" globus - nebesku sferu.

Nebeska sfera i položaj promatrača. Ako se promatrač pomakne, pomaknut će se i cijela njemu vidljiva kugla.

Elementi nebeske sfere

Nebeska sfera ima niz karakterističnih točaka, linija i krugova, razmotrimo glavne elemente nebeske sfere.

Vertikala promatrača

Vertikala promatrača- ravna crta koja prolazi središtem nebeske sfere i podudara se sa smjerom viska u točki promatrača. Zenit- točka presjeka vertikale promatrača s nebeskom sferom, koja se nalazi iznad glave promatrača. Nadir- točka presjeka vertikale promatrača s nebeskom sferom, nasuprot zenitu.

Pravi horizont- veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravnina okomita na okomicu promatrača. Pravi horizont dijeli nebesku sferu na dva dijela: suprahorizontalna polutka gdje se nalazi zenit, i subhorizontalna hemisfera, u kojem se nalazi nadir.

Os svijeta (zemaljska os)- ravna crta oko koje se događa vidljiva dnevna rotacija nebeske sfere. Os svijeta paralelna je s osi rotacije Zemlje, a za promatrača koji se nalazi na jednom od polova Zemlje poklapa se s osi rotacije Zemlje. Prividna dnevna rotacija nebeske sfere odraz je stvarne dnevna rotacija Zemlja oko svoje osi. Polovi svijeta su točke presjeka osi svijeta s nebeskom sferom. Pol svijeta, koji se nalazi u zviježđu Malog medvjeda, zove se Sjeverni pol svijeta, a suprotni pol zove se Južni pol.

Veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravnina okomita na svjetsku os. Ravnina nebeskog ekvatora dijeli nebesku sferu na sjeverna hemisfera, u kojem se nalazi Sjeverni pol svijeta, i Južna polutka gdje se nalazi južni pol svijeta.

Ili meridijan promatrača - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta, zenit i nadir. Poklapa se s ravninom zemaljskog meridijana promatrača i dijeli nebesku sferu na istočnjački i Zapadna polutka.

Pokazuje sjever i jug- točke sjecišta nebeskog meridijana s pravim horizontom. Točka najbliža sjevernom polu svijeta naziva se sjevernom točkom pravog horizonta C, a točka najbliža južnom polu svijeta naziva se južnom točkom Yu. Točke istoka i zapada su točke presjeka nebeskog ekvatora s pravim horizontom.

podnevna linija- ravna linija u ravnini pravog horizonta, koja povezuje točke sjevera i juga. Ta se linija naziva podne jer se u podne, po lokalnom pravom sunčevom vremenu, sjena okomitog pola poklapa s tom linijom, odnosno s pravim meridijanom te točke.

Točke presjeka nebeskog meridijana s nebeskim ekvatorom. Točka najbliža južnoj točki horizonta naziva se točka južno od nebeskog ekvatora, a točka najbliža sjevernoj točki horizonta je točka sjeverno od nebeskog ekvatora.

Vertikalne svjetiljke

Vertikalne svjetiljke, ili visinski krug, - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz zenit, nadir i svjetiljku. Prva vertikala je vertikala koja prolazi točkama istoka i zapada.

Deklinacijski krug, ili , - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta i svjetiljke.

Mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svjetiljku paralelno s ravninom nebeskog ekvatora. Vidljivo dnevno kretanje svjetiljki događa se duž dnevnih paralela.

Almukantarat svjetiljke

Almukantarat svjetiljke- mali krug na nebeskoj sferi, nacrtan kroz svjetiljku paralelno s ravninom pravog horizonta.

Svi gore navedeni elementi nebeske sfere aktivno se koriste za rješavanje praktičnih problema orijentacije u prostoru i određivanja položaja zvijezda. Ovisno o namjeni i uvjetima mjerenja, koriste se dva različita sustava. sferne nebeske koordinate.

U jednom sustavu, svjetiljka je orijentirana u odnosu na pravi horizont i naziva se ovaj sustav, au drugom, u odnosu na nebeski ekvator i naziva se.

U svakom od ovih sustava položaj svjetiljke na nebeskoj sferi određen je dvjema kutnim vrijednostima, kao što se položaj točaka na površini Zemlje određuje pomoću zemljopisne širine i dužine.

Sadržaj članka

NEBESKA SFERA. Kada promatramo nebo, svi astronomski objekti izgledaju kao da se nalaze na kupolastoj površini u čijem se središtu nalazi promatrač. Ova zamišljena kupola tvori gornju polovicu zamišljene sfere, koja se naziva "nebeska sfera". Ima temeljnu ulogu u označavanju položaja astronomskih objekata.

Os rotacije Zemlje nagnuta je za oko 23,5° u odnosu na okomicu povučenu na ravninu zemljine orbite (na ravninu ekliptike). Sjecište ove ravnine s nebeskom sferom daje kružnicu – ekliptiku, prividnu putanju Sunca u godini dana. Orijentacija zemljine osi u prostoru gotovo se ne mijenja. Tako svake godine u lipnju, kada je sjeverni kraj osi nagnut prema Suncu, ono se diže visoko na nebu na sjevernoj hemisferi, gdje dani postaju dugi, a noći kratke. Prešavši u prosincu na suprotnu stranu orbite, Zemlja se južnom hemisferom okreće prema Suncu, a na našem sjeveru dani postaju kratki, a noći duge. Cm. također GODIŠNJA DOBA .

Međutim, pod utjecajem Sunčeve i Mjesečeve privlačnosti, orijentacija Zemljine osi ipak se postupno mijenja. Glavno kretanje osi, uzrokovano utjecajem Sunca i Mjeseca na ekvatorijalnu izbočinu Zemlje, naziva se precesija. Kao rezultat precesije, zemljina se os polako okreće oko okomice na orbitalnu ravninu, opisujući stožac polumjera 23,5° u 26 tisuća godina. Iz tog razloga za nekoliko stoljeća pol više neće biti u blizini Sjevernjače. Osim toga, Zemljina os čini mala kolebanja, koja se nazivaju nutacija i povezana su s eliptičnošću orbita Zemlje i Mjeseca, kao i činjenicom da je ravnina mjesečeve orbite blago nagnuta u odnosu na ravninu Zemljine orbite.

Kao što već znamo, izgled nebeske sfere tijekom noći mijenja se zbog rotacije Zemlje oko svoje osi. No čak i ako promatrate nebo u isto vrijeme tijekom godine, njegov će se izgled promijeniti zbog rotacije Zemlje oko Sunca. Potrebno je cca. 365 1/4 dana - otprilike jedan stupanj dnevno. Inače, dan, odnosno solarni dan je vrijeme u kojem se Zemlja jednom okrene oko svoje osi u odnosu na Sunce. Sastoji se od vremena potrebnog da se Zemlja okrene oko zvijezda ("siderički dan"), plus malo vremena - oko četiri minute - da se kompenzira Zemljino orbitalno kretanje za jedan stupanj dnevno. Tako je u godini dana cca. 365 1/4 solarnih dana i cca. 366 1/4 zvijezda.

Gledano s određene točke na Zemlji, zvijezde koje se nalaze u blizini polova ili su uvijek iznad horizonta ili se nikada ne uzdižu iznad njega. Sve ostale zvijezde izlaze i zalaze, a svaki dan izlazak i zalazak svake zvijezde događa se 4 minute ranije nego prethodnog dana. Neke zvijezde i zviježđa izlaze na nebu noću tijekom zime - zovemo ih "zimske", a druge - "ljetne".

Dakle, pogled na nebesku sferu određuju tri vremena: doba dana povezano s rotacijom Zemlje; doba godine povezano s kruženjem oko sunca; epoha povezana s precesijom (iako je potonji učinak jedva primjetan "okom" čak i nakon 100 godina).

Koordinatni sustavi.

postojati razne načine za označavanje položaja objekata na nebeskoj sferi. Svaki od njih prikladan je za zadatke određene vrste.

Alt-azimutni sustav.

Za označavanje položaja objekta na nebu u odnosu na zemaljske objekte koji okružuju promatrača koristi se "alt-azimut" ili "horizontalni" koordinatni sustav. Označava kutnu udaljenost objekta iznad horizonta, nazvanu "nadmorska visina", kao i njegov "azimut" - kutnu udaljenost duž horizonta od uvjetne točke do točke neposredno ispod objekta. U astronomiji se azimut mjeri od točke jug prema zapadu, a u geodeziji i navigaciji od točke sjever prema istoku. Stoga, prije korištenja azimuta, morate saznati u kojem je sustavu naznačen. Točka na nebu neposredno iznad glave ima visinu od 90 ° i naziva se "zenit", a točka dijametralno suprotna njoj (ispod stopala) naziva se "nadir". Za mnoge zadatke važan je veliki krug nebeske sfere, nazvan "nebeski meridijan"; prolazi kroz zenit, nadir i nebeske polove, te siječe horizont u točkama sjevera i juga.

ekvatorijalni sustav.

Zbog rotacije Zemlje, zvijezde se neprestano pomiču u odnosu na horizont i kardinalne točke, te im se mijenjaju koordinate u horizontalnom sustavu. Ali za neke zadatke astronomije koordinatni sustav mora biti neovisan o položaju promatrača i dobu dana. Takav se sustav naziva "ekvatorijalni"; njegove koordinate nalikuju geografskim širinama i dužinama. U njemu ravnina zemljinog ekvatora, produžena do sjecišta s nebeskom sferom, postavlja glavni krug - "nebeski ekvator". "Deklinacija" zvijezde nalikuje geografskoj širini i mjeri se njezinom kutnom udaljenosti sjeverno ili južno od nebeskog ekvatora. Ako je zvijezda vidljiva točno u zenitu, tada je širina mjesta promatranja jednaka deklinaciji zvijezde. Geografska dužina odgovara "rektascenziji" zvijezde. Mjeri se istočno od točke sjecišta ekliptike s nebeskim ekvatorom, koju Sunce prolazi u ožujku, na dan početka proljeća na sjevernoj hemisferi i jeseni na južnoj. Ova točka, važna za astronomiju, naziva se "prva točka Ovna", ili "točka proljetnog ekvinocija", a označava se znakom . Vrijednosti rektascenzije obično se daju u satima i minutama, uzimajući u obzir 24 sata kao 360°.

Pri promatranju teleskopima koristi se ekvatorijalni sustav. Teleskop je postavljen tako da se može okretati od istoka prema zapadu oko osi usmjerene na nebeski pol, kompenzirajući tako rotaciju Zemlje.

drugim sustavima.

U neke svrhe koriste se i drugi koordinatni sustavi na nebeskoj sferi. Na primjer, pri proučavanju gibanja tijela u Sunčev sustav, koristiti koordinatni sustav čija je glavna ravnina ravnina zemljine putanje. Struktura Galaksije proučava se u koordinatnom sustavu, čija je glavna ravnina ekvatorijalna ravnina Galaksije, predstavljena na nebu kružnicom koja prolazi duž Mliječnog puta.

Usporedba koordinatnih sustava.

Najvažniji detalji horizontalnog i ekvatorijalnog sustava prikazani su na slikama. U tablici su ti sustavi uspoređeni s geografskim koordinatnim sustavom.

Tablica: Usporedba koordinatnih sustava

USPOREDBA KOORDINATNIH SUSTAVA
Karakteristično	Alt-azimutni sustav	ekvatorijalni sustav	Geografski sustav
Osnovni krug	Horizont	Nebeski ekvator	Ekvator
Poljaci	Zenit i nadir	Sjeverni i južni pol svijeta	Sjeverni i južni pol
Kutna udaljenost od glavne kružnice	Visina	deklinacija	Zemljopisna širina
Kutna udaljenost duž osnovne kružnice	Azimut	rektascenzija	Zemljopisna dužina
Točka sidrenja na glavnom krugu	Pokažite jug na horizontu (u geodeziji - točka sjevera)	točka proljetnog ekvinocija	Raskrižje s meridijanom u Greenwichu

Prijelaz iz jednog sustava u drugi.

Često postoji potreba za izračunavanjem ekvatorijalnih koordinata iz alt-azimutnih koordinata zvijezde i obrnuto. Za to je potrebno znati trenutak opažanja i položaj promatrača na Zemlji. Matematički, problem se rješava pomoću sfernog trokuta s vrhovima u zenitu, sjevernom nebeskom polu i zvijezdi X; naziva se "astronomski trokut".

Kut s vrhom na sjevernom polu svijeta između meridijana promatrača i pravca na bilo koju točku nebeske sfere naziva se "satni kut" ove točke; mjeri se zapadno od meridijana. Satni kut proljetnog ekvinocija, izražen u satima, minutama i sekundama, naziva se "zvjezdano vrijeme" (si. T. - sideral time) u točki promatranja. A budući da je rektascenzija zvijezde ujedno i polarni kut između smjera prema njoj i proljetnog ekvinocija, onda je zvjezdano vrijeme jednako rektascenziji svih točaka koje leže na meridijanu promatrača.

Dakle, satni kut bilo koje točke na nebeskoj sferi jednak je razlici između zvjezdanog vremena i njegove rektascenzije:

Neka je zemljopisna širina promatrača j. S obzirom na ekvatorijalne koordinate zvijezde a i d, zatim njegove horizontalne koordinate a i može se izračunati pomoću sljedećih formula:

Možete riješiti i obrnuti problem: prema izmjerenim vrijednostima a i h, znajući vrijeme, izračunati a i d. deklinacija d izračunava se izravno iz zadnje formule, zatim se izračunava iz pretposljednje H, a od prve, ako je poznato zvjezdano vrijeme, onda a.

Prikaz nebeske sfere.

Stoljećima su znanstvenici tražili najbolji načini prikaze nebeske sfere za njezino proučavanje ili demonstraciju. Predložene su dvije vrste modela: dvodimenzionalni i trodimenzionalni.

Nebeska sfera može se prikazati na ravnini na isti način kao što se sferna Zemlja prikazuje na kartama. U oba slučaja mora se odabrati sustav geometrijske projekcije. Prvi pokušaj da se dijelovi nebeske sfere predstave na ravnini bili su uklesani zvjezdani oblici u stijenama u pećinama drevnih ljudi. Danas postoje različite zvjezdane karte objavljene u obliku rukom crtanih ili fotografskih zvjezdanih atlasa koji pokrivaju cijelo nebo.

Drevni kineski i grčki astronomi predstavili su nebesku sferu u modelu poznatom kao "armilarna sfera". Sastoji se od metalnih krugova ili prstenova spojenih tako da prikazuju najvažnije krugove nebeske sfere. Sada se često koriste zvjezdani globusi, na kojima su označeni položaji zvijezda i glavni krugovi nebeske sfere. Armilarna sfera i globus imaju zajednički nedostatak: položaj zvijezda i oznake krugova označeni su na njihovoj vanjskoj, konveksnoj strani, koju gledamo izvana, dok nebo gledamo "iznutra", a zvijezde nam se čine smještene na konkavnoj strani nebeske sfere. To ponekad dovodi do zabune u smjerovima kretanja zvijezda i likova zviježđa.

Planetarij daje najrealniji prikaz nebeske sfere. Optička projekcija zvijezda na polukuglasti ekran iznutra omogućuje vrlo točnu reprodukciju izgleda neba i svih vrsta kretanja svjetiljki na njemu.

2.1.1. Osnovne ravnine, pravci i točke nebeske sfere

Nebeska sfera je zamišljena sfera proizvoljnog polumjera sa središtem u odabranoj točki promatranja, na čijoj su površini smještena svjetlila onako kako su vidljiva na nebu u nekom trenutku u vremenu iz dane točke u prostoru. Da bismo pravilno zamislili astronomski fenomen, potrebno je uzeti u obzir da je radijus nebeske sfere mnogo veći od polumjera Zemlje (R sf \u003e R Zemlja), tj. pretpostaviti da je promatrač u središtu nebeske sfere, a ista točka nebeske sfere (jedna te ista zvijezda) vidljiva je s različitih mjesta na zemljinoj površini u paralelnim smjerovima.

Pod nebeskim svodom ili nebom obično se podrazumijeva unutarnja površina nebeske sfere, na koju se projiciraju nebeska tijela (svjetleća tijela). Za promatrača na Zemlji danju je na nebu vidljivo Sunce, ponekad Mjesec, još rjeđe Venera. U noći bez oblaka vidljive su zvijezde, Mjesec, planeti, ponekad kometi i druga tijela. Zvijezda vidljivih golim okom oko 6000. Relativni položaj zvijezda gotovo se ne mijenja zbog velike udaljenosti do njih. Nebeska tijela koja pripadaju Sunčevom sustavu mijenjaju svoj položaj u odnosu na zvijezde i međusobno, što je određeno njihovim primjetnim kutnim i linearnim dnevnim i godišnjim pomakom.

Nebeski se svod okreće kao cjelina sa svim svjetlilima koja se nalaze na njemu oko zamišljene osi. Ova rotacija je dnevna. Ako promatrate dnevnu rotaciju zvijezda na sjevernoj hemisferi Zemlje i gledate prema sjevernom polu, tada će se rotacija neba dogoditi u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Središte O nebeske sfere je promatračka točka. Ravnica ZOZ "koja se podudara sa smjerom viska u točki promatranja naziva se visak ili okomica. Visak se siječe s površinom nebeske sfere u dvije točke: u zenitu Z, iznad glave promatrača , a u dijametralno suprotnoj točki Z" - nadir. Veliki krug nebeske sfere (SWNE), čija je ravnina okomita na visak, naziva se matematički ili pravi horizont. Matematički horizont je ravnina koja tangenta na Zemljinu površinu u točki promatranja. Mala kružnica nebeske sfere (aMa"), koja prolazi kroz svjetleće tijelo M, a čija je ravnina paralelna s ravninom matematičkog horizonta, zove se almucantarat svjetlećeg tijela. Velika polukružnica nebeske sfere ZMZ" zove se krug visine, okomiti krug ili jednostavno okomica svjetiljke.

Promjer PP", oko kojega se vrti nebeska sfera, zove se os svijeta. Os svijeta siječe se s površinom nebeske sfere u dvije točke: na sjevernom polu svijeta P, s kojega kreće rotacija nebeska sfera se javlja u smjeru kazaljke na satu, ako sferu gledate izvana, i to na južnom nebeskom polu R". Os svijeta nagnuta je prema ravnini matematičkog horizonta pod kutom koji je jednak geografskoj širini točke promatranja φ. Veliki krug nebeske sfere QWQ "E, čija je ravnina okomita na os svijeta, zove se nebeski ekvator. Mali krug nebeske sfere (bMb"), čija je ravnina paralelna s ravninom nebeskog ekvator, naziva se nebeska ili dnevna paralela zvijezde M. Veliki polukrug nebeske sfere PMP * naziva se satni krug ili krug deklinacije svjetiljke.

Nebeski ekvator siječe se s matematičkim horizontom u dvije točke: na istoku u točki E i na zapadu u točki W. Kružnice visina koje prolaze točkama istoka i zapada nazivaju se prvim vertikalama - istok i zapad.

Veliki krug nebeske sfere PZQSP "Z" Q "N, čija ravnina prolazi preko viska i osi svijeta, naziva se nebeski meridijan. Ravnina nebeskog meridijana i ravnina matematičkog horizonta sijeku se u ravnoj liniji NOS, koja se naziva linija podneva.Nebeski meridijan siječe se s matematičkim horizontom na sjeveru u točki N, a na jugu u točki S. Nebeski meridijan siječe se s nebeskim ekvatorom također u dvije točke: u gornjem točki ekvatora Q, koja je bliža zenitu, i na donjoj točki ekvatora Q", koja je bliža nadiru.

2.1.2. Svjetiljke, njihova klasifikacija, vidljiva kretanja.
Zvijezde, sunce i mjesec, planeti

Kako bi se kretali nebom, svijetle zvijezde grupiraju se u sazviježđa. Na nebu postoji 88 sazviježđa, od kojih je 56 vidljivo promatraču koji se nalazi na srednjim geografskim širinama sjeverne Zemljine polutke. Sva zviježđa imaju svoja imena povezana s imenima životinja (Veliki medvjed, Lav, Zmaj), imenima heroja Grčka mitologija(Kasiopeja, Andromeda, Perzej) ili imena objekata čiji obrisi sliče (Sjeverna kruna, Trokut, Vaga). Pojedine zvijezde u zviježđima označene su slovima grčke abecede, a najsjajnije od njih (oko 200) dobile su "vlastita" imena. Na primjer, a Veliki pas- "Sirius", α Orion - "Betelgeuse", β Perseus - "Algol", α Ursa Minor - "Polarna zvijezda", blizu koje se nalazi točka sjevernog pola svijeta. Staze Sunca i Mjeseca na pozadini zvijezda gotovo se podudaraju i dolaze duž dvanaest zviježđa, koja se nazivaju zodijačkim, jer se većina njih naziva životinjama (od grčkog "zoon" - životinja). Tu spadaju zviježđa Ovna, Bika, Blizanaca, Raka, Lava, Djevice, Vage, Škorpiona, Strijelca, Jarca, Vodenjaka i Riba.

Putanja kretanja Marsa u nebeskoj sferi 2003

Sunce i mjesec također izlaze i zalaze tijekom dana, ali, za razliku od zvijezda, na različitim točkama horizonta tijekom godine. Iz kratkih opažanja može se vidjeti da se Mjesec kreće u pozadini zvijezda, krećući se od zapada prema istoku brzinom od oko 13° dnevno, čineći puni krug preko neba za 27,32 dana. Sunce također putuje ovim putem, ali tijekom godine, krećući se brzinom od 59" na dan.

Još u davnim vremenima viđeno je 5 svjetiljki, sličnih zvijezdama, ali "lutajućih" sazviježđima. Zvali su ih planeti - "lutajuće svjetiljke". Kasnije su otkrivena još 2 planeta i veliki broj manjih nebeskih tijela (patuljasti planeti, asteroidi).

planeti najviše vremena kreću se po zviježđima zodijaka od zapada prema istoku (izravno kretanje), ali dio vremena - od istoka prema zapadu (obrnuto kretanje).

Vaš preglednik ne podržava oznaku video. Kretanje zvijezda na nebu

Ljudi su u davnim vremenima vjerovali da se sve zvijezde nalaze na nebeskoj sferi koja se kao cjelina okreće oko Zemlje. Već prije više od 2000 godina astronomi su počeli koristiti metode koje su omogućile određivanje položaja bilo koje zvijezde na nebeskoj sferi u odnosu na druge svemirske objekte ili orijentire na tlu. Pojam nebeske sfere zgodno je koristiti i sada, iako znamo da ta sfera zapravo ne postoji.

nebeska sfera -zamišljena sferna ploha proizvoljnog polumjera u čijem je središtu oko promatrača i na koju projiciramo položaj nebeskih tijela.

Koncept nebeske sfere koristi se za kutna mjerenja na nebu, za pogodnost razmišljanja o najjednostavnijim vidljivim nebeskim pojavama, za razne izračune, na primjer, izračunavanje vremena izlaska i zalaska sunca svjetiljki.

Sagradimo nebesku sferu i povucimo zraku iz njezina središta prema zvijezdi ALI.

Tamo gdje ova zraka siječe površinu sfere, postavite točku A 1 prikazujući ovu zvijezdu. Zvijezda NA bit će predstavljen točkom U 1. Ponavljanjem slične radnje za sve promatrane zvijezde dobit ćemo sliku zvjezdanog neba na površini kugle – zvjezdani globus. Jasno je da ako je promatrač u središtu ove zamišljene sfere, tada će se za njega smjer prema samim zvijezdama i njihovim slikama na sferi podudarati.

• Što je središte nebeske sfere? (Oko promatrača)
• Koliki je polumjer nebeske sfere? (Proizvoljno)
• Koja je razlika između nebeskih sfera dvaju susjeda na stolu? (Središnji položaj).

Za rješavanje mnogih praktičnih problema udaljenosti do nebeskih tijela ne igraju nikakvu ulogu, važan je samo njihov prividni položaj na nebu. Kutne mjere su neovisne o polumjeru sfere. Stoga, iako nebeska sfera ne postoji u prirodi, astronomi koriste koncept nebeske sfere za proučavanje vidljivog položaja zvijezda i pojava koje se mogu promatrati na nebu tijekom dana ili više mjeseci. Zvijezde, Sunce, Mjesec, planeti itd. projiciraju se na takvu sferu, apstrahirajući od stvarnih udaljenosti do svjetiljki i uzimajući u obzir samo kutne udaljenosti između njih. Udaljenosti između zvijezda na nebeskoj sferi mogu se izraziti samo u kutnim mjerama. Te se kutne udaljenosti mjere vrijednošću središnjeg kuta između zraka usmjerenih na jednu i drugu zvijezdu ili njima odgovarajućih lukova na površini sfere.

Za približnu procjenu kutnih udaljenosti na nebu, korisno je zapamtiti sljedeće podatke: kutna udaljenost između dviju krajnjih zvijezda Velikog medvjeda (α i β) je oko 5 °, a od α Velikog medvjeda do α Malog medvjeda (Polarna zvijezda) - 5 puta više - približno 25°.

Najjednostavnije vizualne procjene kutnih udaljenosti mogu se napraviti i pomoću prstiju ispružene ruke.

Samo dva svjetla - Sunce i Mjesec - vidimo kao diskove. Kutni promjeri ovih diskova gotovo su isti - oko 30" ili 0,5 °. Kutne dimenzije planeta i zvijezda mnogo su manje, pa ih vidimo jednostavno kao svjetleće točke. Golim okom objekt ne izgleda kao točka ako njezine kutne dimenzije prelaze 2 -3". To konkretno znači da naše oko razlikuje svaku pojedinačnu svjetleću točku (zvijezdu) u slučaju da je kutni razmak između njih veći od te vrijednosti. Drugim riječima, objekt ne vidimo kao točku samo ako udaljenost do njega premašuje njegovu veličinu za najviše 1700 puta.

visak Z, Z' , prolazeći kroz oko promatrača (točka C), smještena u središtu nebeske sfere, siječe nebesku sferu u točkama Z - zenit,Z' - nadir.

Zenit- ovo je najviša točka iznad glave promatrača.

Nadir -točka nebeske sfere nasuprot zenitu.

Ravnina okomita na visak naziva sevodoravna ravnina (ili ravnina horizonta).

matematički horizontzove se crta presjeka nebeske sfere s horizontalnom ravninom koja prolazi središtem nebeske sfere.

Golim okom možete vidjeti oko 6000 zvijezda na cijelom nebu, ali mi vidimo samo polovicu njih, jer nam Zemlja zatvara drugu polovicu zvjezdanog neba. Kreću li se zvijezde nebom? Ispostavilo se da se svi kreću u isto vrijeme. To je lako provjeriti promatranjem zvjezdanog neba (fokusiranjem na određene objekte).

Zbog svoje rotacije mijenja se izgled zvjezdanog neba. Neke zvijezde tek izlaze iz horizonta (izlaze) na njegovom istočnom dijelu, druge su u to vrijeme visoko iznad vaše glave, a treće se već skrivaju iza horizonta na zapadnoj strani (zalaze). Pritom nam se čini da se zvjezdano nebo vrti kao cjelina. Sada su toga svi itekako svjesni Rotacija nebeskog svoda je prividna pojava uzrokovana rotacijom Zemlje.

Slika onoga što se događa s dnevnom rotacijom Zemlje zvjezdano nebo, omogućuje snimanje kamerom.

Na dobivenoj slici svaka je zvijezda ostavila svoj trag u obliku luka kruga. Ali postoji i takva zvijezda, čije je kretanje tijekom cijele noći gotovo neprimjetno. Ova je zvijezda nazvana Polaris. Danju opisuje krug malog radijusa i uvijek je vidljiv na gotovo istoj visini iznad horizonta na sjevernoj strani neba. Zajedničko središte svih koncentričnih tragova zvijezda nalazi se na nebu u blizini Sjevernjače. Ova točka, prema kojoj je usmjerena os rotacije Zemlje, zove se sjevernog pola svijeta. Luk koji opisuje Sjevernjača ima najmanji radijus. Ali ovaj luk i svi ostali - bez obzira na njihov radijus i zakrivljenost - čine isti dio kruga. Kad bi bilo moguće fotografirati putanje zvijezda na nebu cijeli dan, tada bi fotografija ispala kao puni krugovi - 360 °. Uostalom, dan je razdoblje potpune revolucije Zemlje oko svoje osi. Za sat vremena Zemlja će se okrenuti 1/24 kruga, tj. 15°. Prema tome, duljina luka koju će zvijezda opisati za to vrijeme bit će 15 °, a za pola sata - 7,5 °.

Tijekom dana zvijezde opisuju to veće krugove što su dalje od Sjevernjače.

Os dnevne rotacije nebeske sfere naziva seos svijeta (RR").

Točke presjeka nebeske sfere s osi svijeta nazivaju sepolovi svijeta(točka R - točka sjevernog nebeskog pola R" - južni pol svijeta).

Polarna zvijezda nalazi se blizu sjevernog nebeskog pola. Kada gledamo u Sjevernjaču, točnije, u fiksnu točku pored nje – sjeverni pol svijeta, smjer našeg pogleda poklapa se sa svjetskom osi. Južni pol svijeta nalazi se na južnoj hemisferi nebeske sfere.

Ravnina EAWQ, okomito na os svijeta PP" i prolazi središtem nebeske sfere naziva seravnina nebeskog ekvatora, i linija njegovog sjecišta s nebeskom sferom -nebeski ekvator.

Nebeski ekvator - kružnica dobivena sjecištem nebeske sfere s ravninom koja prolazi središtem nebeske sfere okomito na svjetsku os.

Nebeski ekvator dijeli nebesku sferu na dvije polutke: sjevernu i južnu.

Os svijeta, polovi svijeta i nebeski ekvator slični su osi, polovima i ekvatoru Zemlje, jer navedeni nazivi povezuju se s prividnom rotacijom nebeske sfere, a posljedica je stvarna rotacija globusa.

Zrakoplov koji prolazi kroz zenitZ , centar IZ nebeska sfera i pol R mir, zovuravnina nebeskog meridijana, a linija njegova sjecišta s nebeskom sferom tvorilinija nebeskog meridijana.

nebeski meridijan - veliki krug nebeske sfere koji prolazi kroz zenit Z, nebeski pol P, južni nebeski pol R", nadir Z"

Na bilo kojem mjestu na Zemlji ravnina nebeskog meridijana poklapa se s ravninom geografskog meridijana tog mjesta.

podnevna linija NS - ovo je linija presjeka ravnina meridijana i horizonta. N - sjeverna točka, S - južna točka

Nazvan je tako jer u podne sjene okomitih objekata padaju u tom smjeru.

• Koliki je period rotacije nebeske sfere? (Jednak periodu rotacije Zemlje - 1 dan).
• U kojem smjeru se odvija prividna (prividna) rotacija nebeske sfere? (Suprotno od smjera rotacije Zemlje).
• Što se može reći o međusobnom položaju osi rotacije nebeske sfere i zemljine osi? (Os nebeske sfere i zemljina os će se poklapati).
• Jesu li sve točke nebeske sfere uključene u prividnu rotaciju nebeske sfere? (Točke koje leže na osi miruju).

Zemlja se kreće po orbiti oko Sunca. Os rotacije Zemlje nagnuta je prema ravnini orbite pod kutom od 66,5°. Zbog djelovanja gravitacijskih sila sa strane Mjeseca i Sunca dolazi do pomicanja osi rotacije Zemlje, dok nagib osi prema ravnini Zemljine putanje ostaje konstantan. Zemljina os, takoreći, klizi duž površine stošca. (isto se događa s y-osi običnog vrha na kraju rotacije).

Ovaj fenomen je otkriven još 125. pr. e. Grčki astronom Hiparh i nazvan precesija.

Za jednu rotaciju zemljine osi potrebno je 25 776 godina - to se razdoblje naziva Platonova godina. Sada blizu P - sjevernog pola svijeta nalazi se zvijezda Sjevernjača - α malog medvjeda. Polarna zvijezda je ona koja se trenutno nalazi blizu sjevernog pola svijeta. U naše vrijeme, od oko 1100. godine, takva zvijezda je alfa malog medvjeda - Kinosura. Ranije je naslov Polar naizmjenično dodjeljivan π, η i τ Herculesu, zvijezdama Tubana i Kochaba. Rimljani uopće nisu imali Sjevernjaču, a Kokhab i Kinosuru (α Ursa Minor) nazivali su Čuvarima.

Na početku našeg računanja - pol svijeta je bio blizu α Draco - prije 2000 godina. Godine 2100. nebeski će pol biti samo 28" od Sjevernjače - sada 44". 3200. godine zviježđe Cefej će postati polarno. Godine 14000. Vega (α Lyrae) će biti polarna.

Kako pronaći Sjevernjaču na nebu?

Da biste pronašli Sjevernjaču, morate mentalno nacrtati ravnu liniju kroz zvijezde Velikog medvjeda (prve 2 zvijezde "kante") i izbrojati 5 udaljenosti između tih zvijezda duž nje. Na ovom mjestu, pored ravne linije, vidjet ćemo zvijezdu, gotovo istu svjetlinu kao zvijezde "dippera" - to je Polarna zvijezda.

U zviježđu, koje se često naziva Mali medvjed, Sjevernjača je najsjajnija. Ali kao i većina zvijezda Velikog medvjeda, Polaris je zvijezda druge veličine.

Ljetni (ljeto-jesenski) trokut = zvijezda Vega (α Lyra, 25,3 svjetlosnih godina), zvijezda Deneb (α Cygnus, 3230 svjetlosnih godina), zvijezda Altair (α Orao, 16,8 svjetlosnih godina)

Nebeske koordinate

Da biste pronašli svjetiljku na nebu, morate naznačiti na kojoj strani horizonta i koliko je visoko iznad njega. U tu svrhu koristi se horizontalni koordinatni sustav – azimut i visina. Za promatrača koji se nalazi bilo gdje na Zemlji nije teško odrediti vertikalni i horizontalni smjer.

Prvi od njih se određuje pomoću viska i na crtežu je prikazan viskom ZZ", koja prolazi središtem sfere (točka O).

Točka Z neposredno iznad glave promatrača naziva se zenit.

Ravnina koja prolazi središtem sfere okomito na visak tvori kružnicu kada se siječe sa sferom - pravi, ili matematički, horizont.

Visina svjetiljka se broji duž kružnice koja prolazi kroz zenit i svjetiljku , a izražava se duljinom luka ove kružnice od horizonta do svjetiljke. Ovaj luk i kut koji mu odgovara obično se označavaju slovom h.

Visina svjetiljke, koja se nalazi u zenitu, je 90 °, na horizontu - 0 °.

Položaj svjetiljke u odnosu na strane horizonta označen je njegovom drugom koordinatom - azimut, označen slovom ALI. Azimut se mjeri od južne točke u smjeru kazaljke na satu, tako da je azimut južne točke 0°, zapadne točke 90°, i tako dalje.

Horizontalne koordinate svjetlećih tijela neprestano se mijenjaju tijekom vremena i ovise o položaju promatrača na Zemlji, jer u odnosu na svjetski prostor ravnina horizonta u određenoj točki na Zemlji rotira s njim.

Horizontalne koordinate svjetlećih tijela mjere se kako bi se odredile vremenske ili geografske koordinate različitih točaka na Zemlji. U praksi se npr. u geodeziji visina i azimut mjere posebnim goniometrijskim optičkim instrumentima - teodoliti.

Da biste izradili zvjezdanu kartu koja prikazuje zviježđa u ravnini, morate znati koordinate zvijezda. Da biste to učinili, morate odabrati koordinatni sustav koji bi se rotirao sa zvjezdanim nebom. Za označavanje položaja svjetiljki na nebu koristi se koordinatni sustav sličan onom koji se koristi u geografiji, - ekvatorijalni koordinatni sustav.

Ekvatorski koordinatni sustav sličan je geografskom koordinatnom sustavu na globusu. Kao što znate, položaj bilo koje točke na globusu može se odrediti S pomoću geografskih koordinata – zemljopisne širine i dužine.

Zemljopisna širina - je kutna udaljenost točke od Zemljinog ekvatora. Geografska širina (φ) mjeri se duž meridijana od ekvatora do polova Zemlje.

Zemljopisna dužina- kut između ravnine meridijana dane točke i ravnine početnog meridijana. Geografska dužina (λ) mjeri se duž ekvatora od početnog (Greenwich) meridijana.

Tako, na primjer, Moskva ima sljedeće koordinate: 37°30" istočne geografske dužine i 55°45" sjeverne geografske širine.

Predstavimo se ekvatorijalni koordinatni sustav, koji označava položaj svjetlih tijela na nebeskoj sferi jedno u odnosu na drugo.

Povucimo liniju kroz središte nebeske sfere paralelnu s osi rotacije Zemlje, - os svijeta. Presijecat će nebesku sferu u dvije dijametralno suprotne točke koje su tzv polovi svijeta - R i R. Sjeverni pol svijeta naziva se onaj blizu kojeg se nalazi Sjevernjača. Ravnina koja prolazi središtem kugle paralelno s ravninom Zemljinog ekvatora, u presjeku s kuglom tvori kružnicu tzv. nebeski ekvator. Nebeski ekvator (kao i Zemljin) dijeli nebesku sferu na dvije polutke: sjevernu i južnu. Kutna udaljenost zvijezde od nebeskog ekvatora naziva se deklinacija. Deklinacija se mjeri u krugu povučenom kroz svjetiljku i polove svijeta, slična je geografskoj širini.

deklinacija- kutna udaljenost svjetiljki od nebeskog ekvatora. Deklinacija se označava slovom δ. Na sjevernoj hemisferi deklinacije se smatraju pozitivnim, na južnoj - negativnim.

Druga koordinata, koja označava položaj zvijezde na nebu, slična je geografskoj dužini. Ova koordinata se zove rektascenzija . Rektascenzija se mjeri uzduž nebeskog ekvatora od točke proljetnog ekvinocija γ, u kojoj se Sunce svake godine pojavljuje 21. ožujka (na dan proljetnog ekvinocija). Broji se od točke proljetnog ekvinocija γ u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, tj. prema dnevnoj rotaciji neba. Stoga se svjetleća tijela uspinju (i zalaze) uzlaznim redoslijedom svog desnog uzašašća.

rektascenzija - kut između ravnine polukruga povučene od nebeskog pola kroz svjetiljku(deklinacijski krug), i ravnina polukruga povučena od nebeskog pola kroz točku proljetnog ekvinocija koja leži na ekvatoru(početni krug deklinacija). Rektascenzija se označava slovom α

Deklinacija i rektascendencija(δ, α) nazivaju se ekvatorijalne koordinate.

Deklinacija i rektascenzija prikladno se izražavaju ne u stupnjevima, već u jedinicama vremena. S obzirom da Zemlja napravi jednu revoluciju u 24 sata, dobivamo:

360° - 24 h, 1° - 4 min;

15° - 1 h, 15" -1 min, 15" - 1 s.

Prema tome, rektascenzija jednaka, na primjer, 12 sati je 180°, a 7 sati i 40 minuta odgovara 115°.

Ako posebna točnost nije potrebna, tada se nebeske koordinate za zvijezde mogu smatrati nepromijenjenima. S dnevnom rotacijom zvjezdanog neba rotira se i proljetni ekvinocij. Dakle, položaji zvijezda u odnosu na ekvator i proljetni ekvinocij ne ovise ni o dobu dana ni o položaju promatrača na Zemlji.

Ekvatorski koordinatni sustav prikazan je na pokretnoj karti zvjezdanog neba.

Sva su nebeska tijela na neobično velikim i vrlo različitim udaljenostima od nas. Ali nama se čine jednako udaljeni i kao da se nalaze na određenoj sferi. Pri rješavanju praktičnih zadataka u zrakoplovnoj astronomiji važno je znati ne udaljenost zvijezda, već njihov položaj na nebeskoj sferi u trenutku promatranja.

Nebeska sfera je zamišljena sfera beskonačno velikog radijusa, čije je središte promatrač. Kada se razmatra nebeska sfera, njezino se središte kombinira s okom promatrača. Zanemaruju se dimenzije Zemlje, pa se središte nebeske sfere često spaja i sa središtem Zemlje. Svjetla se postavljaju na sferu u takvom položaju da su vidljiva na nebu u nekom trenutku u vremenu s dane točke lokacije promatrača.

Nebeska sfera ima niz karakterističnih točaka, linija i kružnica. Na sl. 1.1, kružnica proizvoljnog polumjera prikazuje nebesku sferu u čijem se središtu, označenom točkom O, nalazi promatrač. Razmotrite glavne elemente nebeske sfere.

Okomica promatrača je ravna crta koja prolazi središtem nebeske sfere i poklapa se sa smjerom viska u točki promatrača. Zenit Z - točka presjeka vertikale promatrača s nebeskom sferom, koja se nalazi iznad glave promatrača. Nadir Z" - točka presjeka vertikale promatrača s nebeskom sferom, nasuprot zenitu.

Pravi horizont S I JZ Z je veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravnina okomita na okomitu promatrača. Pravi horizont dijeli nebesku sferu na dva dijela: hemisferu iznad horizonta, u kojoj se nalazi zenit, i hemisferu pod horizontom, u kojoj se nalazi nadir.

Os svijeta PP" je ravna linija oko koje se odvija vidljiva dnevna rotacija nebeske sfere.

Riža. 1.1. Osnovne točke, pravci i kružnice na nebeskoj sferi

Os svijeta paralelna je s osi rotacije Zemlje, a za promatrača koji se nalazi na jednom od polova Zemlje poklapa se s osi rotacije Zemlje. Prividna dnevna rotacija nebeske sfere odraz je stvarne dnevne rotacije Zemlje oko svoje osi.

Polovi svijeta su točke presjeka osi svijeta s nebeskom sferom. Nebeski pol, koji se nalazi u zviježđu Malog medvjeda, naziva se Sjeverni nebeski pol R, a suprotni pol naziva se Južni R.

Nebeski ekvator je velika kružnica na nebeskoj sferi čija je ravnina okomita na svjetsku os. Ravnina nebeskog ekvatora dijeli nebesku sferu na sjevernu hemisferu u kojoj se nalazi Sjeverni pol svijeta i južnu hemisferu u kojoj se nalazi Južni pol svijeta.

Nebeski meridijan ili meridijan promatrača je veliki krug na nebeskoj sferi koji prolazi kroz polove svijeta, zenit i nadir. Poklapa se s ravninom zemljinog meridijana promatrača i dijeli nebesku sferu na istočnu i zapadnu polutku.

Sjeverna i južna točka su točke sjecišta nebeskog meridijana s pravim horizontom. Točka najbliža sjevernom polu svijeta naziva se sjevernom točkom pravog horizonta C, a točka najbliža južnom polu svijeta naziva se južnom točkom Yu. Točke istoka i zapada su točke presjeka nebeskog ekvatora s pravim horizontom.

Podnevna linija - ravna linija u ravnini pravog horizonta, koja povezuje točke sjevera i juga. Ta se linija naziva podne jer se u podne, po lokalnom pravom sunčevom vremenu, sjena okomitog pola poklapa s tom linijom, odnosno s pravim meridijanom te točke.

Južna i sjeverna točka nebeskog ekvatora su točke presjeka nebeskog meridijana s nebeskim ekvatorom. Točka najbliža južnoj točki horizonta naziva se južnom točkom nebeskog ekvatora, a točka najbliža sjevernoj točki horizonta naziva se sjevernom točkom

Vertikala svjetiljke ili visinski krug je velika kružnica na nebeskoj sferi koja prolazi kroz zenit, nadir i svjetiljku. Prva vertikala je vertikala koja prolazi točkama istoka i zapada.

Krug deklinacije ili satni krug svjetlećeg tijela, PMP je veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove mioe i svjetlećeg tijela.

Dnevna paralela svjetlećeg tijela je mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svjetleće tijelo paralelno s ravninom nebeskog ekvatora. Vidljivo dnevno kretanje svjetiljki događa se duž dnevnih paralela.

Almukantarat svjetiljke AMAG - mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svjetiljku paralelno s ravninom pravog horizonta.

Razmatrani elementi nebeske sfere naširoko se koriste u zrakoplovnoj astronomiji.