Patru vederi ale sferei cerești. Sfera celestiala. Puncte singulare ale sferei cerești. Cum să găsești Steaua Polară pe cer

sfera celestiala Se numește o sferă imaginară de rază arbitrară centrată într-un punct arbitrar, pe suprafața căreia sunt trasate pozițiile luminilor așa cum sunt vizibile pe cer la un moment dat în timp dintr-un punct dat.

Sfera cerească se rotește. Este ușor de verificat acest lucru prin simpla observare a schimbării poziției corpurilor cerești față de observator sau orizont. Dacă îndreptați camera către steaua Ursa Minor și deschideți obiectivul timp de câteva ore, atunci imaginile stelelor de pe placa fotografică vor descrie arcuri, ale căror unghiuri centrale sunt aceleași (Fig. 17). material de pe site

Datorită rotației sferei cerești, fiecare luminar se mișcă într-un cerc mic, al cărui plan este paralel cu planul ecuatorului - paralelă diurnă. După cum se poate observa din Figura 18, paralela zilnică poate traversa sau nu orizontul matematic. Se numește traversarea orizontului de către un luminator răsărit, dacă trece în partea superioară a sferei cerești și prin stabilirea când lumina trece în partea inferioară a sferei cerești. În cazul în care paralela zilnică de-a lungul căreia se mișcă luminarul nu traversează orizontul, luminarul este numit neascendente sau indezirabilîn funcție de locul în care se află: întotdeauna în vârf sau întotdeauna în partea de jos a sferei cerești.

sfera celestiala.

Un observator situat pe suprafața Pământului participă la circulația sa zilnică și orbitală, în urma căreia direcțiile către lumini se schimbă. Pentru a simplifica rezolvarea problemelor astronomice și vizualizarea mișcărilor, se introduce o sferă auxiliară, numită sfera celestiala.

Sfera celestiala- aceasta este o sferă de rază arbitrară (foarte mare încât dimensiunile Pământului pot fi neglijate), pe care sunt proiectate luminile, liniile principale, planurile observatorului și ale Pământului. O vom realiza, luând ca centru punctul observatorului O.

Să cheltuim plumb. Unghiul dintre plumbul și planul ecuatorului Pământului este latitudinea. Să continuăm plumbul până când se intersectează cu sfera cerească în puncte zenit z și nadir n. Se numește o linie paralelă cu axa de rotație a Pământului și care trece prin punctul observatorului axa lumii. Punctele de intersecție cu sfera se numesc polii lumii: nord PN și sud PS (acestea corespund polilor Pământului).

Privit de la polul nord, Pământ se rotește în sens invers acelor de ceasornic. Din această cauză, unui observator de pe Pământ i se pare că sfera celestiala se rotește în sensul acelor de ceasornic când este privit de la polul nord. De fapt, axa lumii este o continuare a axei de rotație a Pământului, când dimensiunile Pământului sunt neglijabil de mici în comparație cu dimensiunile sferei cerești.

Polul lumii de deasupra orizontului se numește stâlp ridicat, iar al doilea pol, situat sub orizont, se numește polul inferior. Numele polului ridicat coincide cu numele latitudinii în care se află observatorul.

Un plan trasat prin centrul sferei perpendicular pe plumb dă în secțiune cu sfera orizont adevărat. Un plan trasat prin centrul sferei cerești perpendicular pe axa lumii dă în secțiune cu sfera ecuatorul ceresc- cerc mare QWQ\'E. Ecuatorul ceresc este în esență o continuare a ecuatorului Pământului, deci unghiul dintre planul ecuatorului ceresc și linia plumbă este latitudinea.

Pe Pământ, arcurile de cerc mari care trec prin poli sunt meridiane. În planul desenului, arcul PsOPn este meridianul observatorului. Proiecția sa pe sfera cerească, arcul de mare cerc PsZPnn, este de asemenea meridianul observatorului. Meridianul observatorului se intersectează cu orizontul adevărat la punctul nordic N și în punctul de sud S. Punctul nordic este cel mai apropiat de polul nord. Punctul sudic este mai aproape de polul sudic. Linia N-S este numită linia de amiază. Această linie și-a primit numele deoarece umbra unui obiect vertical cade de-a lungul acestei linii la prânz.

Ecuatorul ceresc intersectează planul orizontului adevărat în două puncte − Est E și vest W. Dacă stai în centrul sferei cerești cu fața către punctul de nord (N), atunci punctul de est (E) este situat în dreapta.

Axa mondială PnPs împarte meridianul observatorului în partea de amiază PnZP-uri, inclusiv zenitul și miezul nopţii PnnPs (afișat linie ondulată). Soarele traversează partea de amiază a meridianului observatorului la amiază, iar partea de miezul nopții la miezul nopții.

Să presupunem că luminarul este situat în punctul C. Arcul de cerc mare care trece prin zenit, nadir și luminar se numește corpuri de iluminat verticale. Se numește verticala care trece prin punctele est și vest (E, V). prima verticală. Arcul de cerc mare care trece prin luminar și poli se numește meridianul stelei.

Conținutul articolului

SFERA CELESTIALA. Când observăm cerul, toate obiectele astronomice par a fi situate pe o suprafață în formă de cupolă, în centrul căreia se află observatorul. Această cupolă imaginară formează jumătatea superioară a unei sfere imaginare, care este numită „sfera cerească”. Joacă un rol fundamental în indicarea poziției obiectelor astronomice.

Axa de rotație a Pământului este înclinată cu aproximativ 23,5 ° față de perpendiculara trasată pe planul orbitei pământului (față de planul eclipticii). Intersecția acestui plan cu sfera cerească dă un cerc - ecliptica, calea aparentă a Soarelui într-un an. Orientarea axei pământului în spațiu aproape că nu se schimbă. Așadar, în fiecare an, în iunie, când capătul nordic al axei este înclinat spre Soare, se ridică sus pe cer în emisfera nordică, unde zilele devin lungi și nopțile scurte. După ce s-a mutat pe partea opusă a orbitei în decembrie, Pământul se întoarce spre Soare cu emisfera sudică, iar în nordul nostru zilele devin scurte și nopțile lungi. Cm. De asemenea Anotimpuri .

Cu toate acestea, sub influența atracției solare și lunare, orientarea axei pământului se schimbă încă treptat. Mișcarea principală a axei, cauzată de influența Soarelui și Lunii asupra umflăturii ecuatoriale a Pământului, se numește precesiune. Ca urmare a precesiei axa pământului se rotește încet în jurul unei perpendiculare pe planul orbital, descriind un con cu o rază de 23,5 ° în 26 de mii de ani. Din acest motiv, în câteva secole polul nu va mai fi lângă Steaua Polară. În plus, axa Pământului face mici fluctuații, numite nutație și asociate cu elipticitatea orbitelor Pământului și Lunii, precum și cu faptul că planul orbitei lunare este ușor înclinat față de planul orbitei Pământului.

După cum știm deja, aspectul sferei cerești în timpul nopții se modifică din cauza rotației Pământului în jurul axei sale. Dar chiar dacă observați cerul în același timp pe parcursul anului, aspectul lui se va schimba din cauza rotației Pământului în jurul Soarelui. Este nevoie de aprox. 365 1/4 zile - aproximativ un grad pe zi. Apropo, o zi, sau mai degrabă o zi solară, este timpul în care Pământul se rotește o dată în jurul axei sale în raport cu Soarele. Constă în timpul necesar pentru ca Pământul să se rotească în jurul stelelor („zi siderale”), plus o perioadă mică de timp - aproximativ patru minute - pentru a compensa mișcarea orbitală a Pământului cu un grad pe zi. Astfel, într-un an cca. 365 1/4 zile solare si aprox. 366 1/4 stea.

Când sunt privite dintr-un anumit punct de pe Pământ, stelele situate în apropierea polilor fie sunt întotdeauna deasupra orizontului, fie nu se ridică niciodată deasupra acestuia. Toate celelalte stele răsare și apune, iar în fiecare zi răsărirea și apusul fiecărei stele au loc cu 4 minute mai devreme decât în ​​ziua precedentă. Unele stele și constelații se ridică pe cer noaptea în timpul iernii – le numim „iarna” iar altele – „vara”.

Astfel, vederea sferei cerești este determinată de trei ori: ora din zi asociată cu rotația Pământului; perioada anului asociată cu circulația în jurul soarelui; o epocă asociată cu precesiunea (deși ultimul efect este greu de observat „cu ochii” chiar și în 100 de ani).

Sisteme de coordonate.

Exista diferite căi pentru a indica poziția obiectelor pe sfera cerească. Fiecare dintre ele este potrivit pentru sarcini de un anumit tip.

Sistem alt-azimutal.

Pentru a indica poziția unui obiect pe cer în raport cu obiectele pământești din jurul observatorului, se folosește un sistem de coordonate „alt-azimut” sau „orizontal”. Indică distanța unghiulară a obiectului deasupra orizontului, numită „altitudine”, precum și „azimutul” acestuia - distanța unghiulară de-a lungul orizontului de la un punct condiționat până la un punct direct sub obiect. În astronomie, azimutul se măsoară dintr-un punct de la sud la vest, iar în geodezie și navigație, dintr-un punct de la nord la est. Prin urmare, înainte de a utiliza azimutul, trebuie să aflați în ce sistem este indicat. Punctul din cer direct deasupra capului are o înălțime de 90 ° și se numește „zenit”, iar punctul diametral opus acestuia (sub picioare) se numește „nadir”. Pentru multe sarcini, un cerc mare al sferei cerești, numit „meridianul ceresc” este important; trece prin zenit, nadir și polii cerești și traversează orizontul în puncte de nord și de sud.

sistem ecuatorial.

Datorită rotației Pământului, stelele se mișcă constant în raport cu orizont și puncte cardinale, iar coordonatele lor în sistemul orizontal se schimbă. Dar pentru unele sarcini ale astronomiei, sistemul de coordonate trebuie să fie independent de poziția observatorului și de ora din zi. Un astfel de sistem se numește „ecuatorial”; coordonatele sale seamănă cu latitudini și longitudini geografice. În el, planul ecuatorului Pământului, extins până la intersecția cu sfera cerească, stabilește cercul principal - „ecuatorul ceresc”. „Declinația” unei stele seamănă cu latitudinea și este măsurată prin distanța sa unghiulară la nord sau la sud de ecuatorul ceresc. Dacă steaua este vizibilă exact la zenit, atunci latitudinea locului de observație este egală cu declinația stelei. Longitudinea geografică corespunde „ascensiunii drepte” a stelei. Se măsoară la est de punctul de intersecție al eclipticii cu ecuatorul ceresc, pe care Soarele îl trece în martie, în ziua începutului primăverii în emisfera nordică și toamna în sud. Acest punct, important pentru astronomie, este numit „primul punct al Berbecului”, sau „punctul echinocțiului de primăvară”, și este notat prin semn. Valorile ascensiunii drepte sunt de obicei date în ore și minute, considerând 24 de ore ca 360°.

Sistemul ecuatorial este folosit la observarea cu telescoape. Telescopul este instalat astfel încât să se poată roti de la est la vest în jurul axei îndreptate către polul ceresc, compensând astfel rotația Pământului.

alte sisteme.

În unele scopuri, sunt folosite și alte sisteme de coordonate pe sfera cerească. De exemplu, când studiem mișcarea corpurilor în sistem solar, utilizați un sistem de coordonate al cărui plan principal este planul orbitei pământului. Structura Galaxiei este studiată într-un sistem de coordonate, al cărui plan principal este planul ecuatorial al Galaxiei, reprezentat pe cer printr-un cerc care trece de-a lungul Căii Lactee.

Compararea sistemelor de coordonate.

Cele mai importante detalii ale sistemelor orizontale și ecuatoriale sunt prezentate în figuri. În tabel, aceste sisteme sunt comparate cu sistemul de coordonate geografice.

Trecerea de la un sistem la altul.

Adesea este nevoie să se calculeze coordonatele ecuatoriale din coordonatele alt-azimutale ale unei stele și invers. Pentru a face acest lucru, este necesar să cunoaștem momentul observației și poziția observatorului pe Pământ. Matematic, problema se rezolvă folosind un triunghi sferic cu vârfuri la zenit, polul nord ceresc și steaua X; se numește „triunghi astronomic”.

Unghiul cu un vârf la polul nord al lumii între meridianul observatorului și direcția către orice punct al sferei cerești se numește „unghiul orar” al acestui punct; se măsoară la vest de meridian. Unghiul orar al echinocțiului de primăvară, exprimat în ore, minute și secunde, se numește „timp sideral” (Si. T. – timp sideral) în punctul de observație. Și întrucât ascensiunea dreaptă a unei stele este, de asemenea, unghiul polar dintre direcția către ea și față de echinocțiul vernal, atunci timpul sideral este egal cu ascensiunea dreaptă a tuturor punctelor situate pe meridianul observatorului.

Astfel, unghiul orar al oricărui punct de pe sfera cerească este egal cu diferența dintre timpul sideral și ascensiunea sa dreaptă:

Fie latitudinea observatorului j. Având în vedere coordonatele ecuatoriale ale unei stele AȘi d, apoi coordonatele sale orizontale AȘi poate fi calculat folosind următoarele formule:

Puteți rezolva și problema inversă: în funcție de valorile măsurate AȘi h, cunoscând ora, calculează AȘi d. declinaţie d se calculează direct din ultima formulă, apoi din penultima se calculează H, iar din prima, dacă se cunoaște timpul sideral, atunci A.

Reprezentarea sferei cerești.

Timp de secole, oamenii de știință au căutat cele mai bune moduri reprezentări ale sferei cerești pentru studiul sau demonstrarea acesteia. Au fost propuse două tipuri de modele: bidimensionale și tridimensionale.

Sfera cerească poate fi înfățișată pe un plan în același mod în care este reprezentat Pământul sferic pe hărți. În ambele cazuri, trebuie selectat un sistem de proiecție geometrică. Prima încercare de a reprezenta secțiuni ale sferei cerești pe un plan au fost sculpturile în stâncă cu configurații stelare în peșterile oamenilor antici. În zilele noastre, există diverse hărți stelare publicate sub formă de atlase de stele desenate manual sau fotografice care acoperă întreg cerul.

Vechii astronomi chinezi și greci au reprezentat sfera cerească într-un model cunoscut sub numele de „sfera armilară”. Este format din cercuri sau inele metalice legate între ele astfel încât să arate cele mai importante cercuri ale sferei cerești. Acum se folosesc adesea globuri stelare, pe care sunt marcate pozițiile stelelor și cercurile principale ale sferei cerești. Sferele și globurile armilare au un dezavantaj comun: poziția stelelor și marcajele cercurilor sunt marcate pe latura lor exterioară, convexă, pe care o vedem din exterior, în timp ce privim cerul „din interior”, iar stele ni se par plasate pe latura concavă a sferei cereşti. Acest lucru duce uneori la confuzie în direcțiile de mișcare a stelelor și a figurilor constelațiilor.

Planetariul oferă cea mai realistă reprezentare a sferei cerești. Proiecția optică a stelelor pe un ecran emisferic din interior face posibilă reproducerea foarte precisă a aspectului cerului și a tot felul de mișcări ale luminilor de pe acesta.

Oamenii din antichitate credeau că toate stelele sunt situate pe sfera cerească, care, în ansamblu, se învârte în jurul Pământului. Deja cu peste 2.000 de ani în urmă, astronomii au început să folosească metode care făceau posibilă indicarea locației oricărei stele în sfera cerească în raport cu alte obiecte spațiale sau repere terestre. Noțiunea de sferă cerească este convenabil de folosit și acum, deși știm că această sferă nu există cu adevărat.

Conceptul de sferă cerească este utilizat pentru măsurători unghiulare pe cer, pentru comoditatea raționamentului despre cele mai simple fenomene cerești vizibile, pentru diferite calcule, de exemplu, calcularea orei răsăritului și apusului soarelui.

Să construim o sferă cerească și să desenăm o rază din centrul ei spre stea A.

Acolo unde această rază intersectează suprafața sferei, plasează un punct A 1înfățișând această stea. Stea ÎN va fi reprezentat printr-un punct ÎN 1 . Repetând o operație similară pentru toate stelele observate, vom obține o imagine a cerului înstelat de pe suprafața sferei - un glob stelar. Este clar că dacă observatorul se află în centrul acestei sfere imaginare, atunci pentru el direcția către stele înseși și către imaginile lor pe sferă va coincide.

• Care este centrul sferei cerești? (Ochiul privitorului)
• Care este raza sferei cerești? (Arbitrar)
• Care este diferența dintre sferele cerești a doi vecini de pe birou? (Poziția centrală).

Pentru a rezolva multe sarcini practice distanțele până la corpurile cerești nu joacă un rol, importantă doar locația lor aparentă pe cer. Măsurătorile unghiulare sunt independente de raza sferei. Prin urmare, deși sfera cerească nu există în natură, astronomii folosesc conceptul de sferă cerească pentru a studia locația vizibilă a stelelor și a fenomenelor care pot fi observate pe cer în timpul zilei sau mai multor luni. Stele, Soarele, Luna, planetele etc. sunt proiectate pe o astfel de sferă, făcând abstracție de la distanțele reale până la lumini și luând în considerare doar distanțele unghiulare dintre ele. Distanțele dintre stele de pe sfera cerească pot fi exprimate doar în măsură unghiulară. Aceste distante unghiulare sunt masurate prin valoarea unghiului central dintre razele indreptate catre una si cealalta stea, sau prin arcele corespunzatoare acestora de pe suprafata sferei.

Pentru o estimare aproximativă a distanțelor unghiulare de pe cer, este util să ne amintim următoarele date: distanța unghiulară dintre cele două stele extreme ale găleții Ursei Major (α și β) este de aproximativ 5 °, iar de la α Ursa Major la α Ursa Mică (Steaua Polară) - de 5 ori mai mult - aproximativ 25°.

Cele mai simple estimări vizuale ale distanțelor unghiulare pot fi făcute și folosind degetele unei mâini întinse.

Doar două corpuri de iluminat - Soarele și Luna - le vedem ca niște discuri. Diametrele unghiulare ale acestor discuri sunt aproape aceleași - aproximativ 30 "sau 0,5 °. Dimensiunile unghiulare ale planetelor și stelelor sunt mult mai mici, așa că le vedem pur și simplu ca puncte luminoase. Pentru ochiul liber, un obiect nu arată ca un punct dacă dimensiunile lui unghiulare depășesc 2 -3". Aceasta înseamnă, în special, că ochiul nostru distinge fiecare punct luminos (stea) separat în cazul în care distanța unghiulară dintre ele este mai mare decât această valoare. Cu alte cuvinte, vedem un obiect nu ca un punct numai dacă distanța până la el depășește dimensiunea sa de cel mult 1700 de ori.

plumb Z, Z' , trecând prin ochiul observatorului (punctul C), situat în centrul sferei cerești, intersectează sfera cerească în puncte Z - zenit,Z' - nadir.

Zenit- acesta este cel mai înalt punct deasupra capului observatorului.

Nadir -punct al sferei cerești opus zenitului.

Se numește planul perpendicular pe plumbplan orizontal (sau plan orizontal).

orizont matematicnumită linia de intersecție a sferei cerești cu un plan orizontal care trece prin centrul sferei cerești.

Cu ochiul liber, puteți vedea aproximativ 6.000 de stele pe întreg cerul, dar vedem doar jumătate dintre ele, pentru că Pământul închide cealaltă jumătate a cerului înstelat de la noi. Se mișcă stelele pe cer? Se dovedește că toate se mișcă în același timp. Acest lucru este ușor de verificat prin observarea cerului înstelat (focalizarea pe anumite obiecte).

Datorită rotației sale, aspectul cerului înstelat se schimbă. Unele stele tocmai ies din orizont (în ridicare) în partea de est, altele sunt sus deasupra capului tău în acest moment, iar altele se ascund deja în spatele orizontului în partea de vest (decor). În același timp, ni se pare că cerul înstelat se rotește în întregime. Acum toată lumea este conștientă de asta Rotația firmamentului este un fenomen aparent cauzat de rotația Pământului.

Imaginea a ceea ce se întâmplă cu cerul înstelat ca urmare a rotației zilnice a Pământului, vă permite să capturați camera.

În imaginea rezultată, fiecare stea și-a lăsat amprenta sub forma unui arc de cerc. Dar există și o astfel de stea, a cărei mișcare pe tot parcursul nopții este aproape imperceptibilă. Această stea a fost numită Polaris. Descrie un cerc de rază mică în timpul zilei și este întotdeauna vizibil la aproape aceeași înălțime deasupra orizontului în partea de nord a cerului. Centrul comun al tuturor urmelor concentrice de stele se află pe cer, lângă Steaua Polară. Acest punct, spre care este îndreptată axa de rotație a Pământului, se numește polul nord al lumii. Arcul descris de Steaua Polară are cea mai mică rază. Dar acest arc și toate celelalte - indiferent de raza și curbura lor - constituie aceeași parte a cercului. Dacă ar fi posibil să fotografiați căile stelelor pe cer pentru o zi întreagă, atunci fotografia s-ar dovedi a fi cercuri pline - 360 °. La urma urmei, o zi este perioada unei revoluții complete a Pământului în jurul axei sale. Într-o oră, Pământul se va întoarce cu 1/24 din cerc, adică 15 °. În consecință, lungimea arcului pe care steaua îl va descrie în acest timp va fi de 15 °, iar într-o jumătate de oră - 7,5 °.

În timpul zilei, stelele descriu cercurile mai mari, cu atât sunt mai departe de Steaua Polară.

Se numește axa de rotație zilnică a sferei cereștiaxa lumii (RR").

Se numesc punctele de intersecție ale sferei cerești cu axa lumiipolii lumii(punct R - punctul polului nord ceresc R" - polul sud al lumii).

Steaua polară este situată lângă polul nord ceresc. Când ne uităm la stea polară, mai exact, pe un punct fix alaturi de el - polul nord al lumii, directia privirii noastre coincide cu axa lumii. Polul Sud al lumii este situat în emisfera sudică a sferei cerești.

Avionul EAWQ, perpendicular pe axa lumii PP" și care trece prin centrul sferei cerești se numeșteplanul ecuatorului ceresc, și linia de intersecție cu sfera cerească -ecuatorul ceresc.

Ecuatorul ceresc - o linie circulară obținută din intersecția sferei cerești cu un plan care trece prin centrul sferei cerești perpendicular pe axa lumii.

Ecuatorul ceresc împarte sfera cerească în două emisfere: nordică și sudică.

Axa lumii, polii lumii și ecuatorul ceresc sunt similare cu axa, polii și ecuatorul Pământului, deoarece numele enumerate sunt asociate cu rotația aparentă a sferei cerești și este o consecință a rotația reală a globului.

Avionul care trece prin zenitZ , centru CU sferă și pol ceresc R pace, sună eiplanul meridianului ceresc, iar linia de intersecție a acesteia cu sfera cerească se formeazălinia meridianului ceresc.

meridianul cerului - un cerc mare al sferei cerești care trece prin zenitul Z, polul ceresc P, polul ceresc sud R", nadir Z"

În orice loc de pe Pământ, planul meridianului ceresc coincide cu planul meridianului geografic al locului respectiv.

linia de amiază NS - aceasta este linia de intersecție a planurilor meridianului și orizontului. N - punctul de nord, S - punctul de sud

Este numit astfel pentru că la amiază umbrele obiectelor verticale cad în această direcție.

• Care este perioada de rotație a sferei cerești? (Egal cu perioada de rotație a Pământului - 1 zi).
• În ce direcție are loc rotația aparentă (aparentă) a sferei cerești? (Opus direcției de rotație a Pământului).
• Ce se poate spune despre poziția relativă a axei de rotație a sferei cerești și a axei pământului? (Axa sferei cerești și axa pământului vor coincide).
• Sunt toate punctele sferei cerești implicate în rotația aparentă a sferei cerești? (Punctele situate pe axă sunt în repaus).

Pământul se mișcă pe o orbită în jurul Soarelui. Axa de rotație a Pământului este înclinată față de planul orbitei la un unghi de 66,5°. Datorită acțiunii forțelor gravitaționale din partea Lunii și a Soarelui, axa de rotație a Pământului este deplasată, în timp ce înclinarea axei față de planul orbitei Pământului rămâne constantă. Axa Pământului, parcă, alunecă de-a lungul suprafeței conului. (același lucru se întâmplă cu axa y a unui vârf obișnuit la sfârșitul rotației).

Acest fenomen a fost descoperit încă din anul 125 î.Hr. e. astronomul grec Hipparchus și numit precesiune.

O rotație a axei pământului durează 25.776 de ani - această perioadă se numește anul platonic. Acum, lângă P - polul nord al lumii se află Steaua Polară - α Ursa Mică. Steaua polară este cea care se află în prezent lângă Polul Nord al lumii. În timpul nostru, din aproximativ 1100, o astfel de stea este alfa Ursa Minor - Kinosura. Anterior, titlul de Polar a fost atribuit alternativ lui π, η și τ Hercules, stelele din Tuban și Kochab. Romanii nu aveau deloc Steaua Polară, iar Kokhab și Kinosuru (α Ursa Minor) erau numiți Gardieni.

La începutul calculului nostru - polul lumii era aproape de α Draco - acum 2000 de ani. În 2100, polul ceresc va fi la doar 28" de Steaua Polară - acum 44". În 3200, constelația Cepheus va deveni polară. În 14000, Vega (α Lyrae) va fi polară.

Cum să găsești Steaua Polară pe cer?

Pentru a găsi Steaua Polară, trebuie să desenați mental o linie dreaptă prin stelele Carului Mare (primele 2 stele ale „găleții”) și să numărați 5 distanțe între aceste stele de-a lungul acesteia. În acest loc, lângă linia dreaptă, vom vedea o stea, aproape aceeași ca luminozitate cu stelele „cusului” - aceasta este Steaua Polară.

În constelația, care este adesea numită Carul Mic, Steaua Polară este cea mai strălucitoare. Dar la fel ca majoritatea stelelor din Carul Mare, Polaris este o stea de a doua magnitudine.

Triunghi de vară (vară-toamnă) = steaua Vega (α Lyra, 25,3 ani lumină), steaua Deneb (α Cygnus, 3230 ani lumină), steaua Altair (α Vultur, 16,8 ani lumină)

Coordonatele cerești

Pentru a găsi o lumină pe cer, trebuie să indicați în ce parte a orizontului și cât de sus este deasupra acestuia. În acest scop, se folosește sistem de coordonate orizontal – azimutȘi înălţime. Pentru un observator situat oriunde pe Pământ, nu este dificil să determine direcțiile verticale și orizontale.

Primul dintre ele este determinat folosind un fir de plumb și este reprezentat în desen printr-un fir de plumb Z Z", trecând prin centrul sferei (punctul DESPRE).

Punctul Z situat direct deasupra capului observatorului este numit zenit.

Un plan care trece prin centrul sferei perpendicular pe plumb formează un cerc atunci când se intersectează cu sfera - Adevărat, sau matematic, orizont.

Înălţime luminarul se numără de-a lungul unui cerc care trece prin zenit și luminare , și se exprimă prin lungimea arcului acestui cerc de la orizont până la luminare. Acest arc și unghiul corespunzător acestuia sunt de obicei notate cu literă h.

Înălțimea luminii, care se află la zenit, este de 90 °, la orizont - 0 °.

Poziția luminii față de părțile laterale ale orizontului este indicată de a doua sa coordonată - azimut, notat printr-o literă A. Azimutul este măsurat din punctul sudic în sensul acelor de ceasornic, deci azimutul punctului sudic este 0°, punctul vestic este 90° și așa mai departe.

Coordonatele orizontale ale luminilor se modifică continuu în timp și depind de poziția observatorului pe Pământ, deoarece în raport cu spațiul mondial planul orizontului dintr-un punct dat de pe Pământ se rotește odată cu acesta.

Coordonatele orizontale ale luminilor sunt măsurate pentru a determina ora sau coordonatele geografice ale diferitelor puncte de pe Pământ. În practică, de exemplu, în geodezie, înălțimea și azimutul sunt măsurate cu instrumente optice goniometrice speciale - teodolite.

Pentru a crea o hartă a stelelor care înfățișează constelații într-un avion, trebuie să cunoașteți coordonatele stelelor. Pentru a face acest lucru, trebuie să alegeți un sistem de coordonate care să se rotească cu cerul înstelat. Pentru a indica poziția luminilor pe cer, se folosește un sistem de coordonate similar cu cel folosit în geografie, - sistemul de coordonate ecuatorial.

Sistemul de coordonate ecuatorial este similar cu sistemul de coordonate geografice de pe glob. După cum știți, poziția oricărui punct de pe glob poate fi specificată Cu folosind coordonatele geografice – latitudine și longitudine.

Latitudine geografică - este distanța unghiulară a punctului față de ecuatorul Pământului. Latitudinea geografică (φ) este măsurată de-a lungul meridianelor de la ecuator până la polii Pământului.

Longitudine- unghiul dintre planul meridianului punctului dat si planul meridianului initial. Longitudine geografică (λ) se măsoară de-a lungul ecuatorului de la meridianul inițial (Greenwich).

Deci, de exemplu, Moscova are următoarele coordonate: 37°30" longitudine estică și 55°45" latitudine nordică.

Să vă prezentăm sistemul de coordonate ecuatorial, care indică poziția luminilor pe sfera cerească unul față de celălalt.

Să tragem o linie prin centrul sferei cerești paralelă cu axa de rotație a Pământului, - axa lumii. Va traversa sfera cereasca in doua puncte diametral opuse, care sunt numite polii lumii - RȘi R. Polul Nord al lumii este numit cel lângă care se află Steaua Polară. Un plan care trece prin centrul sferei paralel cu planul ecuatorului Pământului, în secțiune transversală cu sfera, formează un cerc numit ecuatorul ceresc. Ecuatorul ceresc (ca și cel al pământului) împarte sfera cerească în două emisfere: nordică și sudică. Se numește distanța unghiulară a unei stele față de ecuatorul ceresc declinare. Declinația se măsoară într-un cerc trasat prin luminare și polii lumii, este similară cu latitudinea geografică.

declinaţie- distanta unghiulara a luminilor fata de ecuatorul ceresc. Declinarea este notată cu litera δ. În emisfera nordică, declinațiile sunt considerate pozitive, în sud - negative.

A doua coordonată, care indică poziția stelei pe cer, este similară cu longitudinea geografică. Această coordonată se numește ascensiunea dreaptă . Ascensiunea dreaptă este măsurată de-a lungul ecuatorului ceresc din punctul echinocțiului de primăvară γ, în care Soarele are loc anual pe 21 martie (în ziua echinocțiului de primăvară). Se numără din punctul echinocțiului de primăvară γ în sens invers acelor de ceasornic, adică spre rotația zilnică a cerului. Prin urmare, luminarii urcă (și se pun) în ordinea crescătoare a ascensiunii lor drepte.

ascensiunea dreaptă - unghiul dintre planul unui semicerc tras de la polul ceresc prin luminare(cerc de declinație), și planul unui semicerc tras de la polul ceresc prin punctul echinocțiului de primăvară situat pe ecuator(cercul inițial al declinațiilor). Ascensiunea dreaptă este indicată cu litera α

Declinarea și ascensiunea dreaptă(δ, α) se numesc coordonate ecuatoriale.

Declinația și ascensiunea dreaptă sunt exprimate convenabil nu în grade, ci în unități de timp. Având în vedere că Pământul face o revoluție în 24 de ore, obținem:

360° - 24 h, 1° - 4 min;

15° - 1 h, 15" -1 min, 15" - 1 s.

Prin urmare, o ascensiune dreaptă egală, de exemplu, cu 12 ore este 180°, iar 7 ore și 40 minute corespunde cu 115°.

Dacă nu este necesară o precizie specială, atunci coordonatele cerești pentru stele pot fi considerate neschimbate. Odată cu rotația zilnică a cerului înstelat, se rotește și echinocțiul de primăvară. Prin urmare, pozițiile stelelor față de ecuator și echinocțiul de primăvară nu depind nici de ora din zi, nici de poziția observatorului pe Pământ.

Sistemul de coordonate ecuatorial este reprezentat pe o hartă în mișcare a cerului înstelat.

Toate corpurile cerești se află la distanțe neobișnuit de mari și foarte diferite de noi. Dar nouă ni se par a fi la fel de îndepărtate și parcă situate pe o anumită sferă. La rezolvarea problemelor practice din astronomia aviației, este important să se cunoască nu distanța până la stele, ci poziția acestora pe sfera cerească în momentul observării.

Sfera cerească este o sferă imaginară cu o rază infinit de mare, al cărei centru este observatorul. Când luăm în considerare sfera cerească, centrul acesteia este combinat cu ochiul observatorului. Dimensiunile Pământului sunt neglijate, astfel încât centrul sferei cerești este adesea combinat și cu centrul Pământului. Luminile sunt aplicate sferei într-o astfel de poziție în care sunt vizibile pe cer la un moment dat din timp dintr-un punct dat al locației observatorului.

Sfera cerească are un număr de puncte caracteristice, linii și cercuri. Pe fig. 1.1, un cerc de rază arbitrară înfățișează o sferă cerească, în centrul căreia, indicat de punctul O, se află observatorul. Luați în considerare principalele elemente ale sferei cerești.

Verticala observatorului este o linie dreaptă care trece prin centrul sferei cerești și coincide cu direcția liniei de plumb în punctul observatorului. Zenith Z - punctul de intersecție al verticalei observatorului cu sfera cerească, situat deasupra capului observatorului. Nadir Z" - punctul de intersecție al verticalei observatorului cu sfera cerească, opus zenitului.

Orizontul adevărat N E SW W este un cerc mare pe sfera cerească, al cărui plan este perpendicular pe verticala observatorului. Orizontul adevărat împarte sfera cerească în două părți: emisfera peste orizont, în care se află zenitul, și emisfera sub-orizont, în care este situat nadirul.

Axa lumii PP” este o linie dreaptă în jurul căreia are loc rotația zilnică vizibilă a sferei cerești.

Orez. 1.1. Puncte de bază, linii și cercuri pe sfera cerească

Axa lumii este paralelă cu axa de rotație a Pământului, iar pentru un observator situat la unul dintre polii Pământului, coincide cu axa de rotație a Pământului. Rotația zilnică aparentă a sferei cerești este o reflectare a rotației zilnice reale a Pământului în jurul axei sale.

Polii lumii sunt punctele de intersecție ale axei lumii cu sfera cerească. Polul ceresc, situat în constelația Ursa Mică, se numește polul ceresc nord R, iar polul opus se numește R sud.

Ecuatorul ceresc este un cerc mare pe sfera cerească, al cărui plan este perpendicular pe axa lumii. Planul ecuatorului ceresc împarte sfera cerească în emisfera nordică, în care se află polul nord al lumii, și emisfera sudică, în care se află polul sud al lumii.

Meridianul ceresc, sau meridianul observatorului, este un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin polii lumii, zenit și nadir. Coincide cu planul meridianului pământului al observatorului și împarte sfera cerească în emisfera estică și vestică.

Punctele nord și sud sunt punctele de intersecție ale meridianului ceresc cu orizontul adevărat. Punctul cel mai apropiat de Polul Nord al Lumii se numește punctul de nord al orizontului adevărat C, iar punctul cel mai apropiat de polul Sud lume, - punctul sudului Yu. Punctele est și vest sunt punctele de intersecție ale ecuatorului ceresc cu orizontul adevărat.

Linia de la mijlocul zilei - o linie dreaptă în planul orizontului adevărat, care leagă punctele din nord și sud. Această linie se numește amiază deoarece la amiază, ora solară reală locală, umbra de la polul vertical coincide cu această linie, adică cu adevăratul meridian al acestui punct.

Punctele sudice și nordice ale ecuatorului ceresc sunt punctele de intersecție ale meridianului ceresc cu ecuatorul ceresc. Punctul cel mai apropiat de punctul sudic al orizontului se numește punctul sudic al ecuatorului ceresc, iar punctul cel mai apropiat de punctul nordic al orizontului se numește punctul nordic

Verticala luminii, sau cercul de înălțime, este un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin zenit, nadir și luminare. Prima verticală este verticala care trece prin punctele de est și vest.

Cercul de declinație, sau cercul orar al luminii, PMP este un cerc mare pe sfera cerească, care trece prin polii mioei și ai luminii.

Paralela zilnică a luminii este un mic cerc pe sfera cerească, trasat prin luminare paralel cu planul ecuatorului ceresc. Mișcarea zilnică vizibilă a luminilor are loc de-a lungul paralelelor zilnice.

Almukantarat al luminatorului AMAG - un cerc mic pe sfera cerească, desenat prin luminar paralel cu planul orizontului adevărat.

Elementele considerate ale sferei cerești sunt utilizate pe scară largă în astronomia aviației.