Štyri pohľady na nebeskú sféru. Nebeská sféra. Singulárne body nebeskej sféry. Ako nájsť Polárku na oblohe

nebeská sféra Nazýva sa imaginárna guľa s ľubovoľným polomerom so stredom v ľubovoľnom bode, na povrchu ktorej sú zakreslené polohy svietidiel tak, ako sú viditeľné na oblohe v určitom časovom bode z daného bodu.

Nebeská sféra sa otáča. Je ľahké to overiť jednoducho pozorovaním zmeny polohy nebeských telies vzhľadom na pozorovateľa alebo horizont. Ak namierite fotoaparát na hviezdu Malého medveďa a otvoríte objektív na niekoľko hodín, potom budú obrázky hviezd na fotografickej platni opisovať oblúky, ktorých stredové uhly sú rovnaké (obr. 17). materiál zo stránky

V dôsledku rotácie nebeskej sféry sa každé svietidlo pohybuje v malom kruhu, ktorého rovina je rovnobežná s rovinou rovníka - denná paralela. Ako je zrejmé z obrázku 18, denná rovnobežka môže, ale nemusí prechádzať cez matematický horizont. Prechod cez horizont svietidlom sa nazýva svitanie, ak prechádza do hornej časti nebeskej sféry, a nastavením pri prechode svietidla do spodnej časti nebeskej sféry. V prípade, že denná rovnobežka, po ktorej sa svietidlo pohybuje, neprekročí horizont, svietidlo sa nazýva nestúpajúci alebo nežiaduce podľa toho, kde sa nachádza: vždy na vrchu alebo vždy na spodku nebeskej sféry.

nebeská sféra.

Pozorovateľ nachádzajúci sa na povrchu Zeme sa zúčastňuje jej dennej a orbitálnej cirkulácie, v dôsledku čoho sa menia smery k svietidlám. Pre zjednodušenie riešenia astronomických úloh a vizualizácie pohybov sa zavádza pomocná guľa, tzv nebeská sféra.

Nebeská sféra- je to guľa s ľubovoľným polomerom (veľmi veľká, že možno zanedbať rozmery Zeme), na ktorú sa premietajú svietidlá, hlavné čiary, roviny pozorovateľa a Zeme. Uskutočníme to, pričom za stred vezmeme bod pozorovateľa O.

Poďme stráviť olovnica. Uhol medzi olovnicou a rovinou zemského rovníka je zemepisná šírka. Pokračujme v olovnici, kým sa v bodoch nepretína s nebeskou sférou zenit z a nadir n. Nazýva sa priamka rovnobežná so zemskou osou rotácie a prechádzajúca bodom pozorovateľa os sveta. Priesečníky s guľou sa nazývajú póly sveta: severný PN a južný PS (zodpovedajú pólom Zeme).

Pri pohľade zo severného pólu, Zem otáča proti smeru hodinových ručičiek. Z tohto dôvodu sa pozorovateľovi na Zemi zdá, že nebeská sféra sa otáča v smere hodinových ručičiek pri pohľade zo severného pólu. V skutočnosti je os sveta pokračovaním osi rotácie Zeme, kedy sú rozmery Zeme zanedbateľne malé v porovnaní s rozmermi nebeskej sféry.

Pól sveta nad horizontom je tzv vyvýšený pól, a druhý pól, ktorý sa nachádza pod horizontom, sa nazýva spodný pól. Názov vyvýšeného pólu sa zhoduje s názvom zemepisnej šírky, v ktorej sa pozorovateľ nachádza.

Rovina vedená stredom gule kolmá na olovnicu tvorí rez s guľou skutočný horizont. Rovina vedená stredom nebeskej sféry kolmá na os sveta dáva v reze sféru nebeský rovník- veľký kruh QWQ\'E. Nebeský rovník je v podstate pokračovaním zemského rovníka, takže uhol medzi rovinou nebeského rovníka a olovnicou je zemepisná šírka.

Na Zemi sú oblúky veľkých kruhov prechádzajúce cez póly poludníky. V rovine kresby je oblúk PsOPn poludníkom pozorovateľa. Jeho projekcia na nebeskú sféru, veľký kruhový oblúk PsZPnn, je tiež poludník pozorovateľa. Poludník pozorovateľa sa pretína so skutočným horizontom pri severný bod N a v južný bod S. Severný bod je ten, ktorý je najbližšie k severnému pólu. Južný bod je bližšie k južnému pólu. Linka N-S sa nazýva poludňajšia linka. Táto čiara dostala svoje meno, pretože na poludnie padá pozdĺž tejto čiary tieň zvislého objektu.

Nebeský rovník pretína rovinu skutočného horizontu v dvoch bodoch − na východ E a západ W. Ak stojíte v strede nebeskej sféry smerom k severnému bodu (N), potom východný bod (E) je umiestnený vpravo.

Svetová os PnPs rozdeľuje meridián pozorovateľa na poludňajšia časť PnZP vrátane zenitu a polnoc PnnPs (zobrazené vlnovka). Slnko pretína poludňajšiu časť poludníka pozorovateľa na poludnie a polnočnú časť o polnoci.

Predpokladajme, že svietidlo sa nachádza v bode C. Veľký kruhový oblúk prechádzajúci zenitom, nadirom a svietidlom sa nazýva vertikálne svietidlá. Vertikála prechádzajúca bodmi východ a západ (V, Z) sa nazýva prvá vertikála. Oblúk veľkého kruhu prechádzajúceho cez svietidlo a póly sa nazýva poludník hviezdy.

Obsah článku

NEBESKÚ SFÉRU. Keď pozorujeme oblohu, všetky astronomické objekty sa zdajú byť umiestnené na povrchu v tvare kupole, v strede ktorého sa nachádza pozorovateľ. Táto pomyselná kupola tvorí hornú polovicu pomyselnej gule, ktorá sa nazýva „nebeská sféra“. Hrá zásadnú úlohu pri určovaní polohy astronomických objektov.

Os rotácie Zeme je naklonená asi o 23,5° vzhľadom na kolmicu vedenú k rovine zemskej obežnej dráhy (k rovine ekliptiky). Priesečník tejto roviny s nebeskou sférou dáva kružnicu - ekliptiku, zdanlivú dráhu Slnka za rok. Orientácia zemskej osi v priestore sa takmer nemení. Takže každý rok v júni, keď je severný koniec osi naklonený k Slnku, stúpa vysoko na oblohu na severnej pologuli, kde sú dni dlhé a noci krátke. Po presune na opačnú stranu obežnej dráhy v decembri sa Zem otáča k Slnku s južnou pologuľou a na našom severe sa dni skracujú a noci predlžujú. Cm. Tiež SEZÓNY .

Pod vplyvom slnečnej a lunárnej príťažlivosti sa však orientácia zemskej osi stále postupne mení. Hlavný pohyb osi, spôsobený vplyvom Slnka a Mesiaca na rovníkové vydutie Zeme, sa nazýva precesia. V dôsledku precesie zemská os pomaly rotuje okolo kolmice na obežnú rovinu a opisuje kužeľ s polomerom 23,5° za 26 tisíc rokov. Z tohto dôvodu o niekoľko storočí už pól nebude blízko Polárky. Okrem toho zemská os robí malé výkyvy, nazývané nutácia a spojené s eliptickosťou obežných dráh Zeme a Mesiaca, ako aj so skutočnosťou, že rovina lunárnej dráhy je mierne naklonená k rovine obežnej dráhy Zeme.

Ako už vieme, vzhľad nebeskej sféry sa počas noci mení v dôsledku rotácie Zeme okolo svojej osi. Ale aj keď budete oblohu pozorovať v rovnakom čase počas roka, jej vzhľad sa zmení v dôsledku rotácie Zeme okolo Slnka. Trvá to cca. 365 1/4 dňa - asi stupeň za deň. Mimochodom, deň, alebo skôr slnečný deň, je čas, počas ktorého sa Zem raz otočí okolo svojej osi vzhľadom na Slnko. Pozostáva z času, ktorý Zem potrebuje na to, aby sa otočila okolo hviezd („hviezdny deň“), plus malého množstva času – asi štyri minúty – na kompenzáciu orbitálneho pohybu Zeme o jeden stupeň za deň. Takto za rok cca. 365 1/4 slnečného dňa a cca. 366 1/4 hviezdičky.

Pri pohľade z určitého bodu na Zemi sú hviezdy nachádzajúce sa v blízkosti pólov buď vždy nad horizontom, alebo nad ním nikdy nevystupujú. Všetky ostatné hviezdy vychádzajú a zapadajú a každý deň vychádza a zapadá každá hviezda o 4 minúty skôr ako v predchádzajúci deň. Niektoré hviezdy a súhvezdia vychádzajú na oblohu v noci počas zimy – hovoríme im „zima“ a iné – „leto“.

Pohľad na nebeskú sféru teda určujú tri časy: denná doba spojená s rotáciou Zeme; ročné obdobie spojené s obehom okolo slnka; epocha spojená s precesiou (hoci posledný efekt je sotva badateľný „okom“ ani za 100 rokov).

Súradnicové systémy.

Existovať rôznymi spôsobmi na označenie polohy objektov na nebeskej sfére. Každý z nich je vhodný pre úlohy určitého typu.

Alt-azimut systém.

Na označenie polohy objektu na oblohe vo vzťahu k pozemským objektom obklopujúcim pozorovateľa sa používa „alt-azimut“ alebo „horizontálny“ súradnicový systém. Označuje uhlovú vzdialenosť objektu nad horizontom, nazývanú „nadmorská výška“, ako aj jeho „azimut“ – uhlovú vzdialenosť pozdĺž horizontu od podmieneného bodu k bodu priamo pod objektom. V astronómii sa azimut meria od bodu na juh na západ a v geodézii a navigácii od bodu od severu na východ. Preto pred použitím azimutu musíte zistiť, v ktorom systéme je uvedený. Bod na oblohe priamo nad hlavou má výšku 90° a nazýva sa „zenit“ a bod diametrálne opačný k nemu (pod nohami) sa nazýva „nadir“. Pre mnohé úlohy je dôležitý veľký kruh nebeskej sféry, nazývaný „nebeský poludník“; prechádza cez zenit, nadir a nebeské póly a pretína horizont v bodoch na sever a juh.

rovníková sústava.

V dôsledku rotácie Zeme sa hviezdy neustále pohybujú vzhľadom na horizont a svetové strany a ich súradnice v horizontálnom systéme sa menia. Ale pre niektoré úlohy astronómie musí byť súradnicový systém nezávislý od polohy pozorovateľa a dennej doby. Takýto systém sa nazýva „rovníkový“; jeho súradnice pripomínajú zemepisné šírky a dĺžky. V ňom rovina zemského rovníka, predĺžená až po priesečník s nebeskou sférou, nastavuje hlavnú kružnicu – „nebeský rovník“. „Deklinácia“ hviezdy pripomína zemepisnú šírku a meria sa jej uhlovou vzdialenosťou severne alebo južne od nebeského rovníka. Ak je hviezda viditeľná presne v zenite, potom sa zemepisná šírka miesta pozorovania rovná deklinácii hviezdy. Zemepisná dĺžka zodpovedá „rektascenzu“ hviezdy. Meria sa východne od priesečníka ekliptiky s nebeským rovníkom, ktorým Slnko prechádza v marci, v deň začiatku jari na severnej pologuli a jesene na južnej. Tento bod dôležitý pre astronómiu sa nazýva „prvý bod Barana“ alebo „bod jarnej rovnodennosti“ a označuje sa znakom. Hodnoty rektascenzie sa zvyčajne uvádzajú v hodinách a minútach, pričom 24 hodín sa považuje za 360°.

Rovníkový systém sa používa pri pozorovaní ďalekohľadmi. Ďalekohľad je inštalovaný tak, aby sa mohol otáčať z východu na západ okolo osi smerujúcej k nebeskému pólu, čím kompenzuje rotáciu Zeme.

iné systémy.

Na niektoré účely sa používajú aj iné súradnicové systémy na nebeskej sfére. Napríklad pri štúdiu pohybu telies v slnečná sústava, použite súradnicový systém, ktorého hlavnou rovinou je rovina zemskej obežnej dráhy. Štruktúra Galaxie je študovaná v súradnicovom systéme, ktorého hlavnou rovinou je rovníková rovina Galaxie, ktorú na oblohe predstavuje kruh prechádzajúci pozdĺž Mliečnej dráhy.

Porovnanie súradnicových systémov.

Najdôležitejšie detaily horizontálneho a rovníkového systému sú znázornené na obrázkoch. V tabuľke sú tieto systémy porovnané s geografickým súradnicovým systémom.

Prechod z jedného systému do druhého.

Často je potrebné vypočítať jej rovníkové súradnice zo súradníc alt-azimutu hviezdy a naopak. K tomu je potrebné poznať moment pozorovania a polohu pozorovateľa na Zemi. Matematicky je úloha vyriešená pomocou guľového trojuholníka s vrcholmi v zenite, severného nebeského pólu a hviezdy X; nazýva sa to "astronomický trojuholník".

Uhol s vrcholom na severnom póle sveta medzi poludníkom pozorovateľa a smerom k ľubovoľnému bodu nebeskej sféry sa nazýva „hodinový uhol“ tohto bodu; meria sa západne od poludníka. Hodinový uhol jarnej rovnodennosti, vyjadrený v hodinách, minútach a sekundách, sa v bode pozorovania nazýva "hviezdny čas" (Si. T. - hviezdny čas). A keďže rektascenzia hviezdy je zároveň polárnym uhlom medzi smerom k nej a k jarnej rovnodennosti, potom sa hviezdny čas rovná rektascencii všetkých bodov ležiacich na poludníku pozorovateľa.

Hodinový uhol ktoréhokoľvek bodu na nebeskej sfére sa teda rovná rozdielu medzi hviezdnym časom a jeho rektascenciou:

Nech je zemepisná šírka pozorovateľa j. Vzhľadom na rovníkové súradnice hviezdy a A d, potom jeho horizontálne súradnice A A možno vypočítať pomocou nasledujúcich vzorcov:

Môžete vyriešiť aj inverzný problém: podľa nameraných hodnôt A A h, poznať čas, počítať a A d. deklinácia d sa počíta priamo z posledného vzorca, potom sa počíta z predposledného H, a od prvého, ak je známy hviezdny čas, tak a.

Reprezentácia nebeskej sféry.

Po stáročia vedci pátrali najlepšie spôsoby reprezentácie nebeskej sféry na jej štúdium alebo demonštráciu. Boli navrhnuté dva typy modelov: dvojrozmerný a trojrozmerný.

Nebeská sféra môže byť znázornená v rovine rovnakým spôsobom, ako je sférická Zem znázornená na mapách. V oboch prípadoch treba zvoliť geometrický projekčný systém. Prvým pokusom o znázornenie častí nebeskej sféry na rovine boli skalné rytiny hviezdnych konfigurácií v jaskyniach starovekých ľudí. V súčasnosti sú publikované rôzne hviezdne mapy vo forme ručne kreslených alebo fotografických hviezdnych atlasov pokrývajúcich celú oblohu.

Starovekí čínski a grécki astronómovia predstavovali nebeskú sféru v modeli známom ako „armilárna sféra“. Pozostáva z kovových kruhov alebo kruhov spojených dohromady tak, aby zobrazovali najdôležitejšie kruhy nebeskej sféry. Teraz sa často používajú hviezdne glóbusy, na ktorých sú vyznačené polohy hviezd a hlavných kruhov nebeskej sféry. Armilárne gule a glóbusy majú spoločnú nevýhodu: poloha hviezd a označenia kruhov sú vyznačené na ich vonkajšej vypuklej strane, na ktorú sa pozeráme zvonku, pričom na oblohu sa pozeráme „zvnútra“ a tzv. hviezdy sa nám zdajú umiestnené na konkávnej strane nebeskej sféry. To niekedy vedie k zmätku v smeroch pohybu hviezd a postáv súhvezdí.

Planetárium poskytuje najrealistickejšie zobrazenie nebeskej sféry. Optická projekcia hviezd na pologuľovú obrazovku zvnútra umožňuje veľmi presne reprodukovať vzhľad oblohy a všetky druhy pohybov svietidiel na nej.

Ľudia v dávnych dobách verili, že všetky hviezdy sa nachádzajú na nebeskej sfére, ktorá sa ako celok točí okolo Zeme. Už pred viac ako 2000 rokmi začali astronómovia používať metódy, ktoré umožnili určiť polohu akejkoľvek hviezdy v nebeskej sfére vo vzťahu k iným vesmírnym objektom alebo pozemným orientačným bodom. Pojem nebeská sféra je vhodné použiť aj teraz, hoci vieme, že táto sféra v skutočnosti neexistuje.

Koncept nebeskej sféry sa používa na uhlové merania na oblohe, na uľahčenie uvažovania o najjednoduchších viditeľných nebeských javoch, na rôzne výpočty, napríklad na výpočet času východu a západu svietidiel.

Postavme nebeskú sféru a nakreslíme lúč z jej stredu smerom k hviezde A.

Tam, kde tento lúč pretína povrch gule, umiestnite bod A 1 zobrazujúci túto hviezdu. Hviezda IN bude reprezentovaný bodkou V 1. Opakovaním podobnej operácie pre všetky pozorované hviezdy získame obraz hviezdnej oblohy na povrchu gule – hviezdnej zemegule. Je jasné, že ak je pozorovateľ v strede tejto imaginárnej gule, potom sa pre neho bude zhodovať smer k samotným hviezdam a k ich obrazom na gule.

• Čo je stredom nebeskej sféry? (Oko diváka)
• Aký je polomer nebeskej sféry? (Svojvoľný)
• Aký je rozdiel medzi nebeskými sférami dvoch susedov na stole? (Stredová poloha).

Na vyriešenie mnohých praktické úlohy vzdialenosti k nebeským telesám nehrajú rolu, dôležitá je len ich zdanlivá poloha na oblohe. Uhlové merania sú nezávislé od polomeru gule. Preto, hoci nebeská sféra v prírode neexistuje, astronómovia používajú koncept nebeskej sféry na štúdium viditeľného umiestnenia hviezd a javov, ktoré možno pozorovať na oblohe počas dňa alebo mnohých mesiacov. Na takúto guľu sa premietajú hviezdy, Slnko, Mesiac, planéty atď., pričom sa abstrahujú od skutočných vzdialeností k svietidlám a berú sa do úvahy iba uhlové vzdialenosti medzi nimi. Vzdialenosti medzi hviezdami na nebeskej sfére možno vyjadriť iba uhlovou mierou. Tieto uhlové vzdialenosti sa merajú hodnotou stredového uhla medzi lúčmi smerujúcimi k jednej a druhej hviezde alebo im zodpovedajúcimi oblúkmi na povrchu gule.

Pre približný odhad uhlových vzdialeností na oblohe je užitočné zapamätať si nasledujúce údaje: uhlová vzdialenosť medzi dvoma extrémnymi hviezdami vedra Veľkej medvedice (α a β) je asi 5° a od α Veľkej medvedice po α Malý medveď (Polar Star) - 5-krát viac - približne 25°.

Najjednoduchšie vizuálne odhady uhlových vzdialeností sa dajú robiť aj pomocou prstov natiahnutej ruky.

Len dve svietidlá - Slnko a Mesiac - vidíme ako disky. Uhlové priemery týchto diskov sú takmer rovnaké - asi 30 "alebo 0,5°. Uhlové rozmery planét a hviezd sú oveľa menšie, takže ich vidíme jednoducho ako svietiace body. Voľným okom objekt nevyzerá ako bod, ak jeho uhlové rozmery presahujú 2-3". To znamená najmä to, že naše oko rozlišuje každý samostatne svietiaci bod (hviezdu) v prípade, že uhlová vzdialenosť medzi nimi je väčšia ako táto hodnota. Inými slovami, objekt nevidíme ako bod iba vtedy, ak vzdialenosť k nemu presahuje jeho veľkosť nie viac ako 1700-krát.

olovnica Z, Z' , prechádzajúci okom pozorovateľa (bod C), umiestnený v strede nebeskej sféry, pretína nebeskú sféru v bodoch Z - zenit,Z' - najnižšia hodnota.

Zenith- toto je najvyšší bod nad hlavou pozorovateľa.

Nadir -bod nebeskej sféry oproti zenitu.

Rovina kolmá na olovnicu sa nazývahorizontálna rovina (alebo rovina horizontu).

matematický horizontnazývaná priesečník nebeskej sféry s horizontálnou rovinou prechádzajúcou stredom nebeskej sféry.

Voľným okom vidíte na celej oblohe asi 6000 hviezd, no my z nich vidíme len polovicu, pretože druhú polovicu hviezdnej oblohy od nás Zem uzatvára. Pohybujú sa hviezdy po oblohe? Ukazuje sa, že sa všetky pohybujú súčasne. Dá sa to ľahko overiť pozorovaním hviezdnej oblohy (zameraním na určité objekty).

Jeho rotáciou sa mení vzhľad hviezdnej oblohy. Niektoré hviezdy práve vychádzajú z obzoru (vychádzajú) v jeho východnej časti, iné sú v tomto čase vysoko nad vašou hlavou a ďalšie sa už skrývajú za obzorom na západnej strane (západ). Zároveň sa nám zdá, že hviezdna obloha sa otáča ako celok. Teraz si to každý dobre uvedomuje Rotácia nebeskej klenby je zjavný jav spôsobený rotáciou Zeme.

Obraz toho, čo sa deje s hviezdnou oblohou v dôsledku dennej rotácie Zeme, vám umožňuje zachytiť fotoaparát.

Na výslednom obrázku každá hviezda zanechala svoju stopu vo forme oblúka kruhu. Existuje však aj taká hviezda, ktorej pohyb počas noci je takmer nepostrehnuteľný. Táto hviezda bola pomenovaná Polárka. Opisuje kruh malého polomeru počas dňa a je vždy viditeľný takmer v rovnakej výške nad obzorom na severnej strane oblohy. Spoločný stred všetkých sústredných stôp hviezd je na oblohe v blízkosti Polárky. Tento bod, ku ktorému smeruje os rotácie Zeme, sa nazýva severný pól sveta. Oblúk opísaný Polárkou má najmenší polomer. Ale tento oblúk a všetky ostatné - bez ohľadu na ich polomer a zakrivenie - tvoria rovnakú časť kruhu. Ak by bolo možné fotografovať dráhy hviezd na oblohe celý deň, fotografia by sa ukázala ako plné kruhy - 360 °. Koniec koncov, deň je obdobím úplnej revolúcie Zeme okolo svojej osi. Za hodinu sa Zem otočí o 1/24 kružnice, t.j. o 15°. V dôsledku toho bude dĺžka oblúka, ktorý hviezda opíše počas tejto doby, 15 ° a za pol hodiny - 7,5 °.

Počas dňa hviezdy opisujú väčšie kruhy, čím ďalej od Polárky sú.

Os dennej rotácie nebeskej sféry je tzvos sveta (RR").

Priesečníky nebeskej sféry s osou sveta sa nazývajúpóly sveta(bodka R - bod severného nebeského pólu R" - južný pól sveta).

Polárna hviezda sa nachádza v blízkosti severného nebeského pólu. Keď sa pozrieme na polárna hviezda, presnejšie povedané, na pevný bod vedľa neho - severný svetový pól sa smer nášho pohľadu zhoduje so svetovou osou. Južný pól sveta sa nachádza na južnej pologuli nebeskej sféry.

Lietadlo EAWQ, kolmá na os sveta PP "a prechádzajúca stredom nebeskej sféry, je tzv.rovina nebeského rovníkaa čiara jej priesečníka s nebeskou sférou -nebeský rovník.

Nebeský rovník - kružnica získaná z priesečníka nebeskej sféry s rovinou prechádzajúcou stredom nebeskej sféry kolmou na os sveta.

Nebeský rovník rozdeľuje nebeskú sféru na dve pologule: severnú a južnú.

Os sveta, póly sveta a nebeský rovník sú podobné ako os, póly a rovník Zeme, pretože uvedené názvy sú spojené so zdanlivou rotáciou nebeskej sféry a je to dôsledok skutočné otáčanie zemegule.

Rovina prechádzajúca zenitomZ , stred S nebeská sféra a pól R mier, volajúrovina nebeského poludníkaa tvorí sa čiara jej priesečníka s nebeskou sféroučiara nebeského poludníka.

poludník oblohy - veľký kruh nebeskej sféry prechádzajúci zenitom Z, nebeským pólom P, južným nebeským pólom R", nadir Z"

Na akomkoľvek mieste na Zemi sa rovina nebeského poludníka zhoduje s rovinou geografického poludníka tohto miesta.

poludňajšia linka NS - toto je priesečník rovín poludníka a horizontu. N - severný bod, S - južný bod

Je to tak pomenované, pretože na poludnie dopadajú týmto smerom tiene z vertikálnych objektov.

• Aká je rotačná perióda nebeskej sféry? (Rovná sa dobe rotácie Zeme - 1 deň).
• V akom smere prebieha zdanlivá (zdanlivá) rotácia nebeskej sféry? (Opačne k smeru rotácie Zeme).
• Čo možno povedať o vzájomnej polohe osi rotácie nebeskej sféry a zemskej osi? (Os nebeskej sféry a zemská os sa budú zhodovať).
• Sú všetky body nebeskej sféry zapojené do zdanlivej rotácie nebeskej sféry? (Body ležiace na osi sú v pokoji).

Zem sa pohybuje po obežnej dráhe okolo Slnka. Os rotácie Zeme je sklonená k rovine obežnej dráhy pod uhlom 66,5°. Pôsobením gravitačných síl zo strany Mesiaca a Slnka dochádza k posunutiu osi rotácie Zeme, pričom sklon osi k rovine obežnej dráhy Zeme zostáva konštantný. Os Zeme sa akoby kĺže po povrchu kužeľa. (to isté sa stane s osou y obyčajného vrcholu na konci rotácie).

Tento jav bol objavený už v roku 125 pred Kristom. e. grécky astronóm Hipparchos a menovaný precesia.

Jedna rotácia zemskej osi trvá 25 776 rokov – toto obdobie sa nazýva platónsky rok. Teraz blízko P - severného pólu sveta je Severná hviezda - α Ursa Minor. Polárna hviezda je tá, ktorá sa v súčasnosti nachádza v blízkosti severného pólu sveta. V našej dobe, približne od roku 1100, je takouto hviezdou alfa Malý medveď - Kinosura. Predtým bol titul Polárky striedavo priradený π, η a τ Herkulesovi, hviezdam Tubanu a Kochabu. Rimania vôbec nemali Polárku a Kokhab a Kinosuru (α Ursa Minor) sa nazývali Strážcovia.

Na začiatku nášho počítania - pól sveta bol blízko α Draca - pred 2000 rokmi. V roku 2100 bude nebeský pól len 28" od Polárky - teraz 44". V roku 3200 sa súhvezdie Cepheus stane polárnym. V roku 14000 bude Vega (α Lyrae) polárna.

Ako nájsť Polárku na oblohe?

Ak chcete nájsť Polárku, musíte mentálne nakresliť priamku cez hviezdy Veľkého voza (prvé 2 hviezdy „vedra“) a spočítať 5 vzdialeností medzi týmito hviezdami pozdĺž nej. Na tomto mieste, vedľa priamky, uvidíme hviezdu, ktorá má takmer rovnakú jasnosť ako hviezdy „naberačky“ – toto je Polárka.

V súhvezdí, ktoré sa často nazýva Malý voz, je Polárka najjasnejšia. Ale rovnako ako väčšina hviezd vedra Veľkého voza, aj Polárka je hviezda druhej veľkosti.

Letný (letno-jesenný) trojuholník = hviezda Vega (α Lyra, 25,3 svetelných rokov), hviezda Deneb (α Cygnus, 3230 svetelných rokov), hviezda Altair (α Eagle, 16,8 svetelných rokov)

Nebeské súradnice

Ak chcete nájsť svietidlo na oblohe, musíte uviesť, na ktorej strane horizontu a ako vysoko nad ním je. Na tento účel sa používa horizontálny súradnicový systém – azimut A výška. Pre pozorovateľa, ktorý sa nachádza kdekoľvek na Zemi, nie je ťažké určiť vertikálny a horizontálny smer.

Prvý z nich je určený pomocou olovnice a na výkrese je znázornený olovnicou ZZ", prechádzajúci stredom gule (bod O).

Bod Z priamo nad hlavou pozorovateľa sa nazýva zenit.

Rovina, ktorá prechádza stredom gule kolmo na olovnicu, vytvára kruh, keď sa pretína s guľou - pravda, alebo matematický, horizont.

Výška svietidlo sa počíta pozdĺž kruhu prechádzajúceho zenitom a svietidlom , a je vyjadrená dĺžkou oblúka tohto kruhu od horizontu k svietidlu. Tento oblúk a uhol, ktorý mu zodpovedá, sú zvyčajne označené písmenom h.

Výška svietidla, ktoré sa nachádza v zenite, je 90 °, na horizonte - 0 °.

Poloha svietidla vzhľadom na strany horizontu je označená jeho druhou súradnicou - azimut, označené písmenom A. Azimut sa meria od južného bodu v smere hodinových ručičiek, takže azimut južného bodu je 0°, západného bodu je 90° atď.

Horizontálne súradnice svietidiel sa plynule menia v čase a závisia od polohy pozorovateľa na Zemi, pretože vo vzťahu k svetovému priestoru sa rovina horizontu v danom bode na Zemi s ním otáča.

Horizontálne súradnice svietidiel sa merajú, aby sa určili časové alebo geografické súradnice rôznych bodov na Zemi. V praxi sa napríklad v geodézii meria výška a azimut špeciálnymi goniometrickými optickými prístrojmi - teodolity.

Ak chcete vytvoriť hviezdnu mapu zobrazujúcu súhvezdia v rovine, musíte poznať súradnice hviezd. K tomu je potrebné zvoliť súradnicový systém, ktorý by rotoval s hviezdnou oblohou. Na označenie polohy svietidiel na oblohe sa používa súradnicový systém podobný systému používanému v geografii, - rovníkový súradnicový systém.

Rovníkový súradnicový systém je podobný geografickému súradnicovému systému na zemeguli. Ako viete, polohu ľubovoľného bodu na zemeguli je možné určiť s pomocou zemepisných súradníc – zemepisnej šírky a dĺžky.

Zemepisná šírka - je uhlová vzdialenosť bodu od zemského rovníka. Zemepisná šírka (φ) sa meria pozdĺž poludníkov od rovníka k pólom Zeme.

Zemepisná dĺžka- uhol medzi rovinou poludníka daného bodu a rovinou začiatočného poludníka. Zemepisná dĺžka (λ) sa meria pozdĺž rovníka od počiatočného (Greenwichského) poludníka.

Napríklad Moskva má tieto súradnice: 37°30" východnej zemepisnej dĺžky a 55°45" severnej zemepisnej šírky.

Poďme sa predstaviť rovníkový súradnicový systém, ktorý označuje vzájomnú polohu svietidiel na nebeskej sfére.

Nakreslíme čiaru cez stred nebeskej sféry rovnobežnú s osou rotácie Zeme, - os sveta. Nebeskú sféru prekročí v dvoch diametrálne opačných bodoch, ktoré sú tzv póly sveta - R A R. Severný pól sveta sa nazýva ten, v blízkosti ktorého sa nachádza Polárka. Rovina prechádzajúca stredom gule rovnobežná s rovinou zemského rovníka tvorí v priereze s guľou kružnicu tzv. nebeský rovník. Nebeský rovník (podobne ako zemský) rozdeľuje nebeskú sféru na dve pologule: severnú a južnú. Uhlová vzdialenosť hviezdy od nebeského rovníka sa nazýva skloňovanie. Deklinácia sa meria v kruhu vedenom cez svietidlo a póly sveta, je to podobné ako geografická šírka.

deklinácia- uhlová vzdialenosť svietidiel od nebeského rovníka. Skloňovanie sa označuje písmenom δ. Na severnej pologuli sa deklinácie považujú za pozitívne, na južnej - negatívne.

Druhá súradnica, ktorá udáva polohu hviezdy na oblohe, je podobná zemepisnej dĺžke. Táto súradnica je tzv rektascenzia . Rektascenzia sa meria pozdĺž nebeského rovníka od bodu jarnej rovnodennosti γ, v ktorom sa Slnko každoročne vyskytuje 21. marca (v deň jarnej rovnodennosti). Počíta sa od bodu jarnej rovnodennosti γ proti smeru hodinových ručičiek, t. j. smerom k dennej rotácii oblohy. Preto svietidlá stúpajú (a zapadajú) vo vzostupnom poradí ich rektascenzie.

rektascenzia - uhol medzi rovinou polkruhu vedeného od nebeského pólu cez svietidlo(deklinačný kruh), a rovina polkruhu vedená od nebeského pólu cez bod jarnej rovnodennosti ležiaci na rovníku(počiatočný kruh deklinácií). Rektascenzia sa označuje písmenom α

Skloňovanie a rektascenzia(δ, α) sa nazývajú rovníkové súradnice.

Deklinácia a rektascenzia sú vhodne vyjadrené nie v stupňoch, ale v jednotkách času. Ak vezmeme do úvahy, že Zem vykoná jednu revolúciu za 24 hodín, dostaneme:

360 °C - 24 h, 1 °C - 4 min;

15° - 1 h, 15" -1 min, 15" - 1 s.

Preto rektascenzia rovnajúca sa napríklad 12 hodinám je 180° a 7 hodín a 40 minút zodpovedá 115°.

Ak nie je potrebná špeciálna presnosť, potom sa nebeské súradnice pre hviezdy môžu považovať za nezmenené. S dennou rotáciou hviezdnej oblohy sa otáča aj jarná rovnodennosť. Polohy hviezd vo vzťahu k rovníku a jarnej rovnodennosti preto nezávisia ani od dennej doby, ani od polohy pozorovateľa na Zemi.

Rovníkový súradnicový systém je znázornený na pohyblivej mape hviezdnej oblohy.

Všetky nebeské telesá sú od nás neobvykle veľké a veľmi rozdielne. Nám sa však zdajú byť rovnako vzdialené a akoby umiestnené v určitej sfére. Pri riešení praktických problémov v leteckej astronómii je dôležité poznať nie vzdialenosť hviezd, ale ich polohu na nebeskej sfére v čase pozorovania.

Nebeská sféra je imaginárna sféra s nekonečne veľkým polomerom, ktorej stredom je pozorovateľ. Pri zvažovaní nebeskej sféry je jej stred kombinovaný s okom pozorovateľa. Rozmery Zeme sú zanedbávané, preto sa stred nebeskej sféry často kombinuje aj so stredom Zeme. Svietidlá sú aplikované na guľu v takej polohe, v ktorej sú viditeľné na oblohe v určitom časovom bode z daného bodu polohy pozorovateľa.

Nebeská sféra má množstvo charakteristických bodov, čiar a kruhov. Na obr. 1.1 kruh ľubovoľného polomeru znázorňuje nebeskú guľu, v strede ktorej, označenej bodom O, sa nachádza pozorovateľ. Zvážte hlavné prvky nebeskej sféry.

Vertikálou pozorovateľa je priamka prechádzajúca stredom nebeskej sféry a zhodujúca sa so smerom olovnice v bode pozorovateľa. Zenit Z - priesečník vertikály pozorovateľa s nebeskou sférou, ktorý sa nachádza nad hlavou pozorovateľa. Nadir Z" - priesečník vertikály pozorovateľa s nebeskou sférou, oproti zenitu.

Skutočný horizont S V JZ Z je veľký kruh na nebeskej sfére, ktorého rovina je kolmá na vertikálu pozorovateľa. Skutočný horizont rozdeľuje nebeskú sféru na dve časti: nadhorizontovú pologuľu, v ktorej sa nachádza zenit, a subhorizontovú pologuľu, v ktorej sa nachádza nadir.

Os sveta PP“ je priamka, okolo ktorej prebieha viditeľná denná rotácia nebeskej sféry.

Ryža. 1.1. Základné body, čiary a kružnice na nebeskej sfére

Os sveta je rovnobežná s osou rotácie Zeme a pre pozorovateľa, ktorý sa nachádza na jednom z pólov Zeme, sa zhoduje s osou rotácie Zeme. Zdanlivá denná rotácia nebeskej sféry je odrazom skutočnej dennej rotácie Zeme okolo svojej osi.

Póly sveta sú priesečníky osi sveta s nebeskou sférou. Nebeský pól, ktorý sa nachádza v súhvezdí Malá medvedica, sa nazýva severný nebeský pól R a opačný pól sa nazýva južný R.

Nebeský rovník je veľký kruh na nebeskej sfére, ktorého rovina je kolmá na os sveta. Rovina nebeského rovníka rozdeľuje nebeskú sféru na severnú pologuľu, v ktorej sa nachádza severný svetový pól, a južnú pologuľu, v ktorej sa nachádza južný svetový pól.

Nebeský poludník alebo poludník pozorovateľa je veľký kruh na nebeskej sfére, prechádzajúci cez póly sveta, zenit a nadir. Zhoduje sa s rovinou zemského poludníka pozorovateľa a rozdeľuje nebeskú sféru na východnú a západnú pologuľu.

Severný a južný bod sú priesečníkmi nebeského poludníka so skutočným horizontom. Bod najbližšie k severnému pólu sveta sa nazýva severný bod skutočného horizontu C a bod najbližšie k Južný pól svet, - bod juhu Yu. Body východu a západu sú priesečníkmi nebeského rovníka so skutočným horizontom.

Poludňajšia čiara - priamka v rovine skutočného horizontu, spájajúca body severu a juhu. Táto čiara sa nazýva poludnie, pretože na poludnie, miestneho skutočného slnečného času, sa tieň z vertikálneho pólu zhoduje s touto čiarou, teda so skutočným poludníkom tohto bodu.

Južný a severný bod nebeského rovníka sú body priesečníka nebeského poludníka s nebeským rovníkom. Bod najbližšie k južnému bodu horizontu sa nazýva južný bod nebeského rovníka a bod najbližšie k severnému bodu horizontu sa nazýva severný bod.

Vertikála svietidla alebo kruh výšky je veľký kruh na nebeskej sfére, ktorý prechádza zenitom, nadirom a svietidlom. Prvá vertikála je vertikála prechádzajúca cez východný a západný bod.

Kruh deklinácie alebo hodinový kruh svietidla, PMP je veľký kruh na nebeskej sfére, ktorý prechádza cez póly myoa a svietidla.

Denná rovnobežka svietidla je malý kruh na nebeskej sfére, ktorý je nakreslený cez svietidlo rovnobežne s rovinou nebeského rovníka. Viditeľný denný pohyb svietidiel nastáva pozdĺž denných rovnobežiek.

Almukantarat svietidla AMAG - malý kruh na nebeskej sfére, nakreslený cez svietidlo rovnobežne s rovinou skutočného horizontu.

Uvažované prvky nebeskej sféry sú široko používané v leteckej astronómii.