Beliebiger Radius, auf den Himmelskörper projiziert werden: dient der Lösung verschiedener astrometrischer Probleme. Als Mittelpunkt der Himmelssphäre wird in der Regel das Auge des Beobachters angenommen. Für einen Beobachter auf der Erdoberfläche reproduziert die Rotation der Himmelskugel die tägliche Bewegung der Himmelskörper. Die Fläche der Himmelskugel beträgt unter Berücksichtigung der Variabilität der Größe des Bogens gleicher Deklination 41252,96 Quadratmeter. Grad.

Der Radius der Himmelskugel kann beliebig angenommen werden: Um geometrische Zusammenhänge zu vereinfachen, wird angenommen, dass er gleich eins ist. Je nach zu lösendem Problem kann der Mittelpunkt der Himmelskugel an folgender Stelle platziert werden:

• wo sich der Beobachter befindet (topozentrische Himmelssphäre),
• zum Mittelpunkt der Erde (geozentrische Himmelssphäre),
• zum Mittelpunkt eines bestimmten Planeten (planetenzentrierte Himmelssphäre),
• zum Mittelpunkt der Sonne (heliozentrische Himmelssphäre) oder zu einem anderen Punkt im Raum.

Jeder Stern auf der Himmelskugel entspricht einem Punkt, an dem er von einer geraden Linie gekreuzt wird, die den Mittelpunkt der Himmelskugel mit dem Himmelskörper (mit seinem Mittelpunkt) verbindet. Bei der Untersuchung der relativen Position und sichtbaren Bewegungen der Leuchten auf der Himmelskugel wird das eine oder andere Koordinatensystem gewählt, das durch die Hauptpunkte und Linien bestimmt wird. Letztere sind meist große Kreise der Himmelssphäre. Jeder Großkreis einer Kugel hat zwei Pole, die durch die Enden eines Durchmessers senkrecht zur Ebene des gegebenen Kreises definiert werden.

Geschichte

Das Konzept der Himmelssphäre entstand in der Antike; es basierte auf dem visuellen Eindruck der Existenz eines gewölbten Firmaments. Dieser Eindruck ist darauf zurückzuführen, dass das menschliche Auge aufgrund der enormen Entfernung der Himmelskörper die unterschiedlichen Entfernungen zu ihnen nicht wahrnehmen kann und sie scheinbar gleich weit entfernt sind. Bei den alten Völkern war dies mit der Anwesenheit einer realen Kugel verbunden, die die ganze Welt umgrenzt und auf ihrer Oberfläche zahlreiche Sterne trägt. Somit war ihrer Ansicht nach die Himmelssphäre das wichtigste Element des Universums. Mit der Entwicklung wissenschaftlicher Erkenntnisse verschwand eine solche Sicht auf die Himmelssphäre. Die in der Antike festgelegte Geometrie der Himmelssphäre hat jedoch durch Weiterentwicklung und Verbesserung eine moderne Form erhalten, in der sie in der Astrometrie verwendet wird.

Namen der wichtigsten Punkte und Bögen der Himmelssphäre

Lotlinie und verwandte (abgeleitete) Konzepte

Senklot

Senklot(oder vertikale Linie) - eine gerade Linie, die durch die Mitte der Himmelskugel verläuft und mit der Richtung des Lots am Beobachtungspunkt zusammenfällt. Für einen Beobachter auf der Erdoberfläche verläuft das Lot durch den Erdmittelpunkt und den Beobachtungspunkt.

Zenit und Nadir

Das Lot schneidet die Oberfläche der Himmelskugel an zwei Punkten - Zenit, über dem Kopf des Beobachters, und Nadir- diametral gegenüberliegender Punkt.

Mathe-Horizont

Mathematischer Horizont- ein großer Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Lotlinie steht. Der mathematische Horizont teilt die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Hälften: sichtbar für den Beobachter, mit der Spitze im Zenit, und unsichtbar, mit einem Nadir-Apex. Der mathematische Horizont stimmt im Allgemeinen nicht mit überein sichtbarer Horizont aufgrund der Unebenheiten der Erdoberfläche und der unterschiedlichen Höhen der Beobachtungspunkte sowie der Krümmung der Lichtstrahlen in der Atmosphäre.

Rotation der Himmelssphäre und verwandte (abgeleitete) Konzepte

Weltachse

P, P“ – Himmelspole, T, T“ – Äquinoktiumspunkte, E, C – Sonnenwendepunkte, P, P“ – Ekliptikpole, PP“ – Weltachse, PP“ – Ekliptikachse, ATQT“ – Himmelsäquator, ETCT "- Ekliptik

Achse der Welt- eine imaginäre Linie, die die Himmelskugel am Nord- und Südpol kreuzt (die Himmelskugel dreht sich um sie).

Pole der Welt

Die Weltachse schneidet die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Punkten - Nordpol der Welt Und Südpol der Welt. Der Nordpol ist derjenige, von dem aus die Drehung der Himmelskugel im Uhrzeigersinn erfolgt, wenn man die Kugel betrachtet von außen.

Blick auf die Himmelssphäre von innen, (was wir normalerweise tun, wenn wir den Sternenhimmel beobachten), dann dreht es sich in der Nähe des Nordpols der Welt gegen den Uhrzeigersinn und in der Nähe des Südpols der Welt - im Uhrzeigersinn.

Himmelsäquator

Himmelsäquator- ein großer Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht. Der Himmelsäquator teilt die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Hemisphären: Nordhalbkugel, mit seiner Spitze am nördlichen Himmelspol, und Südlichen Hemisphäre, mit einem Gipfel am Himmelssüdpol.

Begriffe, die an der Schnittstelle der Konzepte „Lotlinie“ und „Rotation der Himmelssphäre“ entstanden sind

Ost- und Westpunkte

Der Himmelsäquator schneidet den mathematischen Horizont an zwei Punkten: Punkt des Ostens Und westlicher Punkt. Der Ostpunkt ist der Punkt, an dem die Punkte der rotierenden Himmelskugel den mathematischen Horizont kreuzen und von der unsichtbaren zur sichtbaren Hemisphäre übergehen.

Himmelsmeridian

Himmlischer Meridian- ein großer Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene durch das Lot und die Weltachse verläuft. Der Himmelsmeridian teilt die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Hemisphären – östliche Hemisphäre, mit Spitze am Ostpunkt, und westliche Hemisphäre, mit Spitze an der Westspitze.

Mittagslinie

Mittagslinie- die Schnittlinie der Ebene des Himmelsmeridians und der Ebene des mathematischen Horizonts.

Zeigt nach Norden und Süden

Der Himmelsmeridian schneidet den mathematischen Horizont an zwei Punkten: Nordpunkt Und nach Süden zeigen. Der Nordpunkt ist derjenige, der näher am Nordpol der Welt liegt.

Ekliptik

Ekliptik- ein Großkreis der Himmelskugel, der Schnittpunkt der Himmelskugel und die Ebene der Umlaufbahn des Massenschwerpunkts des Erde-Mond-Systems. Mit großer Genauigkeit entlang der Ekliptik findet die scheinbare jährliche Bewegung der Sonne in der Himmelssphäre statt. Die Ebene der Ekliptik schneidet die Ebene des Himmelsäquators im Winkel ε = 23°26". Bemerkenswert ist, dass sich der planetarische Nebel Cat's Eye (NGC6543) in der Nähe des Nordpols der Ekliptik befindet.

α = 192,85948° β = 27,12825°

angerufen Nordgalaktischer Pol, und sein diametral entgegengesetzter Punkt - Südpol der Galaxie.

Man nennt den Großkreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Verbindungslinie der galaktischen Pole steht Galaktischer Äquator.

Die Namen der Bögen auf der Himmelskugel, die mit der Position der Leuchten verbunden sind

Almukantarat

Almuqantarat- Araber. Kreis gleicher Höhe

Almukantarat Leuchten - ein kleiner Kreis der Himmelskugel, der durch die Leuchte verläuft und dessen Ebene parallel zur Ebene des mathematischen Horizonts verläuft.

vertikaler Kreis

Höhenkreis oder vertikaler Kreis oder Vertikale Leuchten - ein großer Halbkreis der Himmelssphäre, der durch den Zenit, die Leuchte und den Nadir verläuft.

Himmelssphäre- ein abstrakter Begriff, eine imaginäre Kugel mit unendlich großem Radius, deren Mittelpunkt der Beobachter ist. Gleichzeitig liegt der Mittelpunkt der Himmelskugel sozusagen auf Augenhöhe des Betrachters (also alles, was man von Horizont zu Horizont über seinem Kopf sieht, ist genau diese Kugel). Zur Erleichterung der Wahrnehmung können wir jedoch den Mittelpunkt der Himmelssphäre und den Mittelpunkt der Erde betrachten, darin besteht kein Fehler. Die Positionen der Sterne, Planeten, der Sonne und des Mondes werden in der Position auf die Kugel übertragen, in der sie zu einem bestimmten Zeitpunkt von einem bestimmten Punkt am Standort des Beobachters aus am Himmel sichtbar sind.

Mit anderen Worten: Obwohl wir die Position der Leuchten in der Himmelssphäre beobachten, werden wir, da wir uns an verschiedenen Orten auf dem Planeten befinden, ständig ein etwas anderes Bild sehen, da wir die Prinzipien der „Arbeit“ der Himmelssphäre kennen und die Himmelssphäre betrachten Am Nachthimmel können wir uns mit einer einfachen Technik leicht am Boden orientieren. Da wir den Blick über uns an Punkt A kennen, vergleichen wir ihn mit dem Blick auf den Himmel an Punkt B und können anhand der Abweichungen bekannter Orientierungspunkte genau erkennen, wo wir uns gerade befinden.

Die Menschen haben sich seit langem eine Reihe von Werkzeugen ausgedacht, um unsere Aufgabe zu erleichtern. Navigiert man entlang des „irdischen“ Globus lediglich mit Hilfe von Breiten- und Längengraden, so sind auch für den „himmlischen“ Globus – die Himmelssphäre – eine Reihe ähnlicher Elemente – Punkte und Linien – vorgesehen.

Himmelssphäre und Position des Beobachters. Bewegt sich der Beobachter, so bewegt sich auch die gesamte für ihn sichtbare Kugel.

Elemente der Himmelssphäre

Die Himmelskugel hat eine Reihe charakteristischer Punkte, Linien und Kreise. Betrachten wir die Hauptelemente der Himmelskugel.

Beobachter vertikal

Beobachter vertikal- eine gerade Linie, die durch die Mitte der Himmelskugel verläuft und mit der Richtung des Lots am Punkt des Beobachters zusammenfällt. Zenit- der Schnittpunkt der Vertikalen des Beobachters mit der Himmelskugel, der sich über dem Kopf des Beobachters befindet. Nadir- der Schnittpunkt der Vertikalen des Beobachters mit der Himmelskugel, gegenüber dem Zenit.

Wahrer Horizont- ein großer Kreis auf der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Vertikalen des Beobachters steht. Der wahre Horizont teilt die Himmelssphäre in zwei Teile: suprahorizontale Halbkugel wo der Zenit liegt und subhorizontale Halbkugel, in dem sich der Nadir befindet.

Achse der Welt (Erdachse)- eine gerade Linie, um die die sichtbare tägliche Rotation der Himmelssphäre stattfindet. Die Weltachse verläuft parallel zur Rotationsachse der Erde und fällt für einen Beobachter, der sich an einem der Pole der Erde befindet, mit der Rotationsachse der Erde zusammen. Die scheinbare tägliche Drehung der Himmelskugel spiegelt die tatsächliche tägliche Drehung der Erde um ihre Achse wider. Die Pole der Welt sind die Schnittpunkte der Weltachse mit der Himmelssphäre. Der Pol der Welt, der sich im Sternbild Ursa Minor befindet, wird genannt Nordpol Welt, und der Gegenpol heißt Südpol.

Ein großer Kreis auf der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht. Die Ebene des Himmelsäquators teilt die Himmelssphäre in nördliche Hemisphäre, in dem sich der Nordpol der Welt befindet, und südlichen Hemisphäre wo sich der Südpol der Welt befindet.

Oder der Meridian des Beobachters – ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Pole der Welt, Zenit und Nadir, verläuft. Es fällt mit der Ebene des Erdmeridians des Beobachters zusammen und teilt die Himmelssphäre in östlich Und westliche Hemisphäre.

Zeigt nach Norden und Süden- Schnittpunkte des Himmelsmeridians mit dem wahren Horizont. Der Punkt, der dem Nordpol der Welt am nächsten liegt, wird Nordpunkt des wahren Horizonts C genannt, und der Punkt, der dem Südpol der Welt am nächsten liegt, wird Südpunkt Yu genannt. Die Punkte Ost und West sind die Schnittpunkte des Himmelsäquators mit dem wahren Horizont.

Mittagslinie- eine gerade Linie in der Ebene des wahren Horizonts, die die Nord- und Südpunkte verbindet. Diese Linie wird Mittag genannt, weil zur Mittagszeit, der lokalen wahren Sonnenzeit, der Schatten des vertikalen Pols mit dieser Linie, also mit dem wahren Meridian dieses Punktes, zusammenfällt.

Schnittpunkte des Himmelsmeridians mit dem Himmelsäquator. Der Punkt, der dem südlichen Punkt des Horizonts am nächsten liegt, wird aufgerufen Punkt südlich des Himmelsäquators, und der Punkt, der dem nördlichen Punkt des Horizonts am nächsten liegt, ist Punkt nördlich des Himmelsäquators.

Vertikale Leuchten

Vertikale Leuchten, oder Höhenkreis, - ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch Zenit, Nadir und Himmelskörper verläuft. Die erste Vertikale ist die Vertikale, die durch die Ost- und Westpunkte verläuft.

Deklinationskreis, oder , - ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Pole der Welt und des Himmelskörpers verläuft.

Ein kleiner Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Leuchte parallel zur Ebene des Himmelsäquators gezogen wird. Die sichtbare tägliche Bewegung der Leuchten erfolgt entlang der täglichen Parallelen.

Almukantarat-Koryphäen

Almukantarat-Koryphäen- ein kleiner Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Leuchte parallel zur Ebene des wahren Horizonts gezogen wird.

Alle oben genannten Elemente der Himmelssphäre werden aktiv genutzt, um praktische Probleme der Orientierung im Raum und der Positionsbestimmung der Sterne zu lösen. Je nach Messzweck und Messbedingungen kommen zwei unterschiedliche Systeme zum Einsatz. sphärische Himmelskoordinaten.

In einem System ist die Leuchte relativ zum wahren Horizont ausgerichtet und wird dieses System genannt, und im anderen System wird sie relativ zum Himmelsäquator genannt.

In jedem dieser Systeme wird die Position des Himmelskörpers auf der Himmelskugel durch zwei Winkelwerte bestimmt, so wie die Position von Punkten auf der Erdoberfläche durch Breiten- und Längengrade bestimmt wird.

In der Antike glaubten die Menschen, dass sich alle Sterne auf der Himmelssphäre befinden, die sich als Ganzes um die Erde dreht. Bereits vor mehr als 2.000 Jahren begannen Astronomen, Methoden zu verwenden, die es ermöglichten, die Position jedes Sterns in der Himmelssphäre im Verhältnis zu anderen Weltraumobjekten oder Landmarken anzugeben. Der Begriff einer Himmelssphäre ist auch heute noch praktisch, obwohl wir wissen, dass diese Kugel nicht wirklich existiert.

Himmelssphäre -eine imaginäre Kugeloberfläche mit beliebigem Radius, in deren Mittelpunkt sich das Auge des Betrachters befindet und auf die wir die Position der Himmelskörper projizieren.

Das Konzept der Himmelskugel wird für Winkelmessungen am Himmel verwendet, um das Nachdenken über die einfachsten sichtbaren Himmelsphänomene zu erleichtern, für verschiedene Berechnungen, beispielsweise zur Berechnung der Sonnenauf- und -untergangszeit der Himmelskörper.

Bauen wir eine Himmelskugel und zeichnen wir einen Strahl von ihrem Zentrum zum Stern A.

Platzieren Sie dort, wo dieser Strahl die Oberfläche der Kugel schneidet, einen Punkt Eine 1 Darstellung dieses Sterns. Stern IN wird durch einen Punkt dargestellt IN 1 . Indem wir einen ähnlichen Vorgang für alle beobachteten Sterne wiederholen, erhalten wir ein Bild des Sternenhimmels auf der Oberfläche der Kugel – einen Sternenglobus. Es ist klar, dass, wenn sich der Beobachter im Zentrum dieser imaginären Kugel befindet, für ihn die Richtung zu den Sternen selbst und zu ihren Bildern auf der Kugel zusammenfällt.

• Was ist der Mittelpunkt der Himmelssphäre? (Auge des Betrachters)
• Wie groß ist der Radius der Himmelskugel? (Willkürlich)
• Was ist der Unterschied zwischen den Himmelssphären zweier Nachbarn auf dem Schreibtisch? (Mittelstellung).

Für die Lösung vieler praktischer Probleme spielen die Entfernungen zu Himmelskörpern keine Rolle, sondern nur deren scheinbare Position am Himmel. Winkelmessungen sind unabhängig vom Radius der Kugel. Obwohl die Himmelssphäre in der Natur nicht existiert, verwenden Astronomen daher das Konzept der Himmelssphäre, um die sichtbare Position der Sterne und Phänomene zu untersuchen, die tagsüber oder viele Monate lang am Himmel beobachtet werden können. Sterne, die Sonne, der Mond, Planeten usw. werden auf eine solche Kugel projiziert, wobei von den tatsächlichen Abständen zu den Gestirnen abstrahiert und nur die Winkelabstände zwischen ihnen berücksichtigt werden. Die Abstände zwischen Sternen auf der Himmelskugel können nur in Winkelmaßen ausgedrückt werden. Diese Winkelabstände werden durch den Wert des Zentralwinkels zwischen den auf den einen und den anderen Stern gerichteten Strahlen oder durch die ihnen entsprechenden Bögen auf der Kugeloberfläche gemessen.

Für eine ungefähre Schätzung der Winkelabstände am Himmel ist es hilfreich, sich die folgenden Daten zu merken: Der Winkelabstand zwischen den beiden extremen Sternen des Ursa Major-Eimers (α und β) beträgt etwa 5° und von α Ursa Major bis α Ursa Minor (Polarstern) – 5-mal mehr – ungefähr 25°.

Die einfachsten visuellen Schätzungen von Winkelabständen lassen sich auch mit den Fingern der ausgestreckten Hand durchführen.

Nur zwei Leuchten – die Sonne und den Mond – sehen wir als Scheiben. Die Winkeldurchmesser dieser Scheiben sind fast gleich – etwa 30 Zoll oder 0,5°. Die Winkelabmessungen der Planeten und Sterne sind viel kleiner, sodass wir sie einfach als leuchtende Punkte sehen. Mit bloßem Auge sieht ein Objekt nicht so aus ein Punkt, wenn seine Winkelabmessungen 2 -3 Zoll überschreiten. Dies bedeutet insbesondere, dass unser Auge jeden leuchtenden Punkt (Stern) einzeln unterscheidet, wenn der Winkelabstand zwischen ihnen größer als dieser Wert ist. Mit anderen Worten: Wir sehen ein Objekt nur dann nicht als Punkt, wenn die Entfernung zu ihm seine Größe um nicht mehr als das 1700-fache überschreitet.

Senklot Z, Z' , der durch das Auge des Beobachters (Punkt C) geht und sich in der Mitte der Himmelskugel befindet, schneidet die Himmelskugel punktuell Z - Zenit,Z' – Nadir.

Zenit- Dies ist der höchste Punkt über dem Kopf des Betrachters.

Nadir -Punkt der Himmelskugel gegenüber dem Zenit.

Die Ebene senkrecht zur Lotlinie heißthorizontale Ebene (oder Horizontebene).

Mathe-Horizontbezeichnet die Schnittlinie der Himmelskugel mit einer horizontalen Ebene, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft.

Mit bloßem Auge kann man am gesamten Himmel etwa 6.000 Sterne erkennen, wir sehen jedoch nur die Hälfte davon, weil die Erde die andere Hälfte des Sternenhimmels vor uns verschließt. Bewegen sich Sterne über den Himmel? Es stellt sich heraus, dass sie sich alle gleichzeitig bewegen. Dies lässt sich leicht überprüfen, indem man den Sternenhimmel beobachtet (Fokussierung auf bestimmte Objekte).

Durch seine Rotation verändert sich das Erscheinungsbild des Sternenhimmels. Einige Sterne tauchen im östlichen Teil gerade erst aus dem Horizont auf (gehen auf), andere befinden sich zu diesem Zeitpunkt hoch über Ihrem Kopf und wieder andere verstecken sich bereits hinter dem Horizont im westlichen Teil (untergehen). Gleichzeitig kommt es uns so vor, als ob sich der Sternenhimmel als Ganzes dreht. Das ist mittlerweile jedem bewusst Die Rotation des Firmaments ist ein scheinbares Phänomen, das durch die Rotation der Erde verursacht wird.

Das Bild dessen, was durch die tägliche Rotation der Erde mit dem Sternenhimmel passiert, ermöglicht es Ihnen, die Kamera einzufangen.

Im resultierenden Bild hinterließ jeder Stern seine Spuren in Form eines Kreisbogens. Aber es gibt auch einen solchen Stern, dessen Bewegung die ganze Nacht über kaum wahrnehmbar ist. Dieser Stern wurde Polaris genannt. Es beschreibt tagsüber einen Kreis mit kleinem Radius und ist immer in fast gleicher Höhe über dem Horizont an der Nordseite des Himmels sichtbar. Das gemeinsame Zentrum aller konzentrischen Sternspuren liegt am Himmel in der Nähe des Nordsterns. Dieser Punkt, auf den die Rotationsachse der Erde gerichtet ist, wird genannt Nordpol der Welt. Der vom Nordstern beschriebene Bogen hat den kleinsten Radius. Aber dieser Bogen und alle anderen – unabhängig von Radius und Krümmung – bilden denselben Teil des Kreises. Wenn es möglich wäre, die Bahnen der Sterne am Himmel einen ganzen Tag lang zu fotografieren, dann würde sich das Foto als Vollkreise herausstellen – 360°. Schließlich ist ein Tag der Zeitraum einer vollständigen Umdrehung der Erde um ihre Achse. In einer Stunde dreht sich die Erde um 1/24 des Kreises, also 15°. Folglich beträgt die Länge des Bogens, den der Stern in dieser Zeit beschreibt, 15° und in einer halben Stunde 7,5°.

Tagsüber beschreiben die Sterne umso größere Kreise, je weiter sie vom Nordstern entfernt sind.

Die Achse der täglichen Rotation der Himmelskugel wird genanntAchse der Welt (RR").

Die Schnittpunkte der Himmelskugel mit der Weltachse werden genanntdie Pole der Welt(Punkt R - nördlicher Himmelspolpunkt R" - Südpol der Welt).

Der Polarstern befindet sich in der Nähe des Himmelsnordpols. Wenn wir den Nordstern betrachten, genauer gesagt, auf einen festen Punkt daneben – den Nordpol der Welt –, stimmt die Richtung unseres Blicks mit der Achse der Welt überein. Der Südpol der Welt liegt auf der Südhalbkugel der Himmelssphäre.

Flugzeug EAWQ, senkrecht zur Weltachse PP“ und durch den Mittelpunkt der Himmelssphäre verlaufend, heißtEbene des Himmelsäquators, und die Linie seines Schnittpunkts mit der Himmelssphäre -Himmelsäquator.

Himmelsäquator - eine Kreislinie, die sich aus dem Schnittpunkt der Himmelskugel mit einer Ebene ergibt, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel senkrecht zur Weltachse verläuft.

Der Himmelsäquator teilt die Himmelssphäre in zwei Hemisphären: die nördliche und die südliche.

Die Achse der Welt, die Pole der Welt und der Himmelsäquator ähneln der Achse, den Polen und dem Äquator der Erde, da die aufgeführten Namen mit der scheinbaren Rotation der Himmelssphäre verbunden sind und eine Folge davon sind tatsächliche Rotation des Globus.

Das Flugzeug fliegt durch den ZenitZ , Center MIT Himmelskugel und Pol R Frieden, rufen sieEbene des Himmelsmeridians, und die Linie seines Schnittpunkts mit der Himmelskugel bildet sichHimmelsmeridianlinie.

Himmelsmeridian - ein Großkreis der Himmelskugel, der durch den Zenit Z, den Himmelspol P, den Himmelssüdpol R", Nadir Z" verläuft

An jedem Ort auf der Erde fällt die Ebene des Himmelsmeridians mit der Ebene des geografischen Meridians dieses Ortes zusammen.

Mittagslinie NS - Dies ist die Schnittlinie der Ebenen des Meridians und des Horizonts. N – Nordpunkt, S – Südpunkt

Der Name kommt daher, dass mittags die Schatten vertikaler Objekte in diese Richtung fallen.

• Wie groß ist die Rotationsperiode der Himmelskugel? (Entspricht der Rotationsperiode der Erde - 1 Tag).
• In welche Richtung findet die scheinbare (scheinbare) Rotation der Himmelskugel statt? (Entgegen der Richtung der Erdrotation).
• Was lässt sich über die relative Lage der Rotationsachse der Himmelskugel und der Erdachse sagen? (Die Achse der Himmelskugel und die Erdachse werden zusammenfallen).
• Sind alle Punkte der Himmelskugel an der scheinbaren Rotation der Himmelskugel beteiligt? (Auf der Achse liegende Punkte sind in Ruhe).

Die Erde bewegt sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne. Die Rotationsachse der Erde ist in einem Winkel von 66,5° zur Ebene der Umlaufbahn geneigt. Durch die Einwirkung der Gravitationskräfte von der Seite des Mondes und der Sonne wird die Rotationsachse der Erde verschoben, während die Neigung der Achse zur Ebene der Erdumlaufbahn konstant bleibt. Die Erdachse gleitet sozusagen entlang der Kegeloberfläche. (Dasselbe passiert mit der y-Achse eines gewöhnlichen Kreisels am Ende der Drehung).

Dieses Phänomen wurde bereits 125 v. Chr. entdeckt. e. Griechischer Astronom Hipparchos und benannt Präzession.

Eine Umdrehung der Erdachse dauert 25.776 Jahre – dieser Zeitraum wird Platonisches Jahr genannt. Jetzt in der Nähe von P – dem Nordpol der Welt – befindet sich der Nordstern – α Ursa Minor. Der Polarstern ist derjenige, der sich derzeit in der Nähe des Nordpols der Welt befindet. In unserer Zeit, etwa ab 1100, ist ein solcher Stern der Alphastern Ursa Minor – Kinosura. Zuvor wurde der Titel Polar abwechselnd π, η und τ Herkules, den Sternen von Tuban und Kochab, zugewiesen. Die Römer hatten überhaupt keinen Nordstern und Kokhab und Kinosuru (α Ursa Minor) wurden Wächter genannt.

Zu Beginn unserer Berechnung befand sich der Pol der Welt vor 2000 Jahren in der Nähe von α Draco. Im Jahr 2100 wird der Himmelspol nur noch 28 Zoll vom Nordstern entfernt sein – jetzt sind es 44 Zoll. Im Jahr 3200 wird das Sternbild Kepheus polar. Im Jahr 14000 wird Wega (α Lyrae) polar sein.

Wie findet man den Nordstern am Himmel?

Um den Nordstern zu finden, müssen Sie im Geiste eine gerade Linie durch die Sterne des Großen Wagens (die ersten beiden Sterne des „Eimers“) ziehen und entlang dieser Linie 5 Abstände zwischen diesen Sternen zählen. An dieser Stelle, neben der Geraden, werden wir einen Stern sehen, dessen Helligkeit fast der der Sterne des „Wasseramsels“ entspricht – das ist der Polarstern.

Im Sternbild, das oft als Kleiner Wagen bezeichnet wird, ist der Nordstern der hellste. Aber genau wie die meisten Sterne im Eimer des Großen Wagens ist der Polaris ein Stern zweiter Größenordnung.

Sommerdreieck (Sommer-Herbst) = Stern Vega (α Lyra, 25,3 Lichtjahre), Stern Deneb (α Cygnus, 3230 Lichtjahre), Stern Altair (α Eagle, 16,8 Lichtjahre)

Himmelskoordinaten

Um eine Leuchte am Himmel zu finden, müssen Sie angeben, auf welcher Seite des Horizonts und wie hoch sie sich darüber befindet. Zu diesem Zweck wird es verwendet horizontales Koordinatensystem – Azimut Und Höhe. Für einen Beobachter, der sich irgendwo auf der Erde befindet, ist es nicht schwierig, die vertikale und horizontale Richtung zu bestimmen.

Der erste davon wird mit einem Lot ermittelt und in der Zeichnung durch ein Lot dargestellt ZZ", durch den Mittelpunkt der Kugel gehen (Punkt UM).

Der Z-Punkt direkt über dem Kopf des Beobachters wird aufgerufen Zenit.

Eine Ebene, die senkrecht zur Lotlinie durch den Mittelpunkt der Kugel verläuft, bildet einen Kreis, wenn sie die Kugel schneidet – WAHR, oder mathematisch, Horizont.

Höhe Die Leuchte wird entlang eines Kreises gezählt, der durch den Zenit und die Leuchte verläuft , und wird durch die Länge des Bogens dieses Kreises vom Horizont bis zum Himmelskörper ausgedrückt. Dieser Bogen und der ihm entsprechende Winkel werden üblicherweise mit dem Buchstaben bezeichnet H.

Die Höhe der Leuchte, die sich im Zenit befindet, beträgt 90°, am Horizont - 0°.

Die Position der Leuchte relativ zu den Seiten des Horizonts wird durch ihre zweite Koordinate angezeigt - Azimut, mit einem Buchstaben bezeichnet A. Der Azimut wird vom Südpunkt aus gemessen im Uhrzeigersinn, also beträgt der Azimut des Südpunkts 0°, der Westpunkt 90° und so weiter.

Die horizontalen Koordinaten der Leuchten ändern sich im Laufe der Zeit kontinuierlich und hängen von der Position des Beobachters auf der Erde ab, da sich die Horizontebene an einem bestimmten Punkt der Erde im Verhältnis zum Weltraum mitdreht.

Die horizontalen Koordinaten der Leuchten werden gemessen, um die Zeit- oder geografischen Koordinaten verschiedener Punkte auf der Erde zu bestimmen. In der Praxis werden beispielsweise in der Geodäsie Höhe und Azimut mit speziellen goniometrischen optischen Instrumenten gemessen – Theodolite.

Um eine Sternkarte mit Sternbildern auf einer Ebene zu erstellen, müssen Sie die Koordinaten der Sterne kennen. Dazu müssen Sie ein Koordinatensystem auswählen, das sich mit dem Sternenhimmel dreht. Um die Position der Himmelskörper anzuzeigen, wird ein Koordinatensystem verwendet, das dem in der Geographie ähnelt. - äquatoriales Koordinatensystem.

Das äquatoriale Koordinatensystem ähnelt dem geografischen Koordinatensystem auf dem Globus. Wie Sie wissen, kann die Position eines beliebigen Punktes auf dem Globus angegeben werden Mit unter Verwendung geografischer Koordinaten - Breiten- und Längengrad.

Geografischer Breitengrad - ist der Winkelabstand des Punktes vom Erdäquator. Die geografische Breite (φ) wird entlang der Meridiane vom Äquator bis zu den Polen der Erde gemessen.

Längengrad- der Winkel zwischen der Meridianebene des gegebenen Punktes und der Ebene des Anfangsmeridians. Geografische Länge (λ) wird entlang des Äquators vom Anfangsmeridian (Greenwich) gemessen.

So hat Moskau beispielsweise die folgenden Koordinaten: 37°30" östlicher Länge und 55°45" nördlicher Breite.

Stellen wir uns vor äquatoriales Koordinatensystem, welche gibt die Position der Leuchten auf der Himmelskugel relativ zueinander an.

Zeichnen wir eine Linie durch den Mittelpunkt der Himmelskugel parallel zur Rotationsachse der Erde, - Achse der Welt. Es wird die Himmelskugel an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten durchqueren, die als bezeichnet werden die Pole der Welt - R Und R. Der Nordpol der Welt wird derjenige genannt, in dessen Nähe sich der Nordstern befindet. Eine Ebene, die durch den Mittelpunkt der Kugel parallel zur Ebene des Erdäquators verläuft, bildet im Querschnitt mit der Kugel einen Kreis namens Himmelsäquator. Der Himmelsäquator teilt (wie der der Erde) die Himmelssphäre in zwei Hemisphären: die nördliche und die südliche. Man nennt den Winkelabstand eines Sterns vom Himmelsäquator Deklination. Die Deklination wird in einem Kreis gemessen, der durch den Himmelskörper und die Pole der Welt gezogen wird; sie ähnelt der geografischen Breite.

Deklination- Winkelabstand der Leuchten vom Himmelsäquator. Die Deklination wird mit dem Buchstaben δ bezeichnet. Auf der Nordhalbkugel gelten Deklinationen als positiv, auf der Südhalbkugel als negativ.

Die zweite Koordinate, die die Position des Sterns am Himmel angibt, ähnelt der geografischen Länge. Diese Koordinate heißt Rektaszension . Der Rektaszension wird entlang des Himmelsäquators vom Frühlingspunkt γ gemessen, an dem die Sonne jährlich am 21. März (dem Tag der Frühlings-Tagundnachtgleiche) erscheint. Gezählt wird vom Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche γ gegen den Uhrzeigersinn, also in Richtung der täglichen Drehung des Himmels. Daher steigen (und untergehen) die Himmelskörper in aufsteigender Reihenfolge ihres rechten Aufstiegs auf.

Rektaszension - der Winkel zwischen der Ebene eines Halbkreises, der vom Himmelspol durch die Leuchte gezogen wird(Deklinationskreis), und die Ebene eines Halbkreises, der vom Himmelspol durch den auf dem Äquator liegenden Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche gezogen wird(der anfängliche Deklinationskreis). Rektaszension wird mit dem Buchstaben α bezeichnet

Deklination und Rektaszension(δ, α) werden Äquatoriakoordinaten genannt.

Deklination und Rektaszension werden zweckmäßigerweise nicht in Grad, sondern in Zeiteinheiten ausgedrückt. Wenn man bedenkt, dass die Erde in 24 Stunden eine Umdrehung macht, erhalten wir:

360° - 24 Std., 1° - 4 Min.;

15° - 1 Std., 15" - 1 Min., 15" - 1 Sek.

Daher beträgt ein Rektaszension, der beispielsweise 12 Stunden entspricht, 180° und 7 Stunden und 40 Minuten entsprechen 115°.

Wenn keine besondere Genauigkeit erforderlich ist, können die Himmelskoordinaten der Sterne als unverändert betrachtet werden. Mit der täglichen Rotation des Sternenhimmels dreht sich auch die Frühlings-Tagundnachtgleiche. Daher hängen die Positionen der Sterne relativ zum Äquator und zur Frühlings-Tagundnachtgleiche weder von der Tageszeit noch von der Position des Beobachters auf der Erde ab.

Das äquatoriale Koordinatensystem wird auf einer beweglichen Karte des Sternenhimmels dargestellt.

Der Inhalt des Artikels

HIMMELSKUGEL. Wenn wir den Himmel beobachten, scheinen sich alle astronomischen Objekte auf einer kuppelförmigen Oberfläche zu befinden, in deren Mitte sich der Beobachter befindet. Diese imaginäre Kuppel bildet die obere Hälfte einer imaginären Kugel, die „Himmelskugel“ genannt wird. Es spielt eine grundlegende Rolle bei der Positionsanzeige astronomischer Objekte.

Obwohl der Mond, die Planeten, die Sonne und die Sterne unterschiedlich weit von uns entfernt sind, sind selbst die nächsten von ihnen so weit entfernt, dass wir ihre Entfernung mit dem Auge nicht abschätzen können. Die Richtung zum Stern ändert sich nicht, wenn wir uns über die Erdoberfläche bewegen. (Es stimmt zwar, dass es sich geringfügig ändert, wenn sich die Erde entlang ihrer Umlaufbahn bewegt, aber diese parallaktische Verschiebung kann nur mit Hilfe der genauesten Instrumente festgestellt werden.)

Es scheint uns, dass sich die Himmelskugel dreht, da die Himmelskörper im Osten aufgehen und im Westen untergehen. Der Grund dafür ist die Rotation der Erde von West nach Ost. Die scheinbare Rotation der Himmelskugel erfolgt um eine imaginäre Achse, die die Rotationsachse der Erde fortsetzt. Diese Achse schneidet die Himmelssphäre an zwei Punkten, den sogenannten Nord- und Südpolen der Welt. Der Himmelsnordpol liegt etwa ein Grad vom Nordstern entfernt, und in der Nähe des Südpols gibt es keine hellen Sterne.

Die Rotationsachse der Erde ist gegenüber der Senkrechten zur Ebene der Erdumlaufbahn (zur Ebene der Ekliptik) um etwa 23,5° geneigt. Der Schnittpunkt dieser Ebene mit der Himmelskugel ergibt einen Kreis – die Ekliptik, die scheinbare Bahn der Sonne in einem Jahr. Die Ausrichtung der Erdachse im Raum ändert sich nahezu nicht. Jedes Jahr im Juni, wenn das nördliche Ende der Achse zur Sonne geneigt ist, steigt er hoch in den Himmel der nördlichen Hemisphäre, wo die Tage lang und die Nächte kurz werden. Nachdem sie sich im Dezember auf die gegenüberliegende Seite der Umlaufbahn bewegt hat, wendet sich die Erde mit der Südhalbkugel der Sonne zu, und in unserem Norden werden die Tage kurz und die Nächte lang.

Unter dem Einfluss der Sonnen- und Mondanziehung verändert sich die Ausrichtung der Erdachse jedoch immer noch allmählich. Die Hauptbewegung der Achse, die durch den Einfluss von Sonne und Mond auf die äquatoriale Ausbuchtung der Erde verursacht wird, wird als Präzession bezeichnet. Durch die Präzession dreht sich die Erdachse langsam um die Senkrechte zur Bahnebene und beschreibt in 26.000 Jahren einen Kegel mit einem Radius von 23,5°. Aus diesem Grund wird sich der Pol in einigen Jahrhunderten nicht mehr in der Nähe des Polarsterns befinden. Darüber hinaus weist die Erdachse kleine Schwankungen auf, die Nutation genannt werden und mit der Elliptizität der Umlaufbahnen der Erde und des Mondes sowie der Tatsache zusammenhängen, dass die Ebene der Mondumlaufbahn leicht zur Ebene der Erdumlaufbahn geneigt ist.

Wie wir bereits wissen, verändert sich das Aussehen der Himmelskugel in der Nacht durch die Rotation der Erde um ihre Achse. Doch selbst wenn man den Himmel im Laufe des Jahres zur gleichen Zeit beobachtet, verändert sich sein Aussehen aufgrund der Rotation der Erde um die Sonne. Es dauert ca. 365 1/4 Tage – etwa ein Grad pro Tag. Ein Tag bzw. ein Sonnentag ist übrigens die Zeit, in der sich die Erde einmal um ihre Achse gegenüber der Sonne dreht. Er besteht aus der Zeit, die die Erde benötigt, um eine Umdrehung in Bezug auf die Sterne zu vollenden („Sterntag“), plus einer kleinen Zeitspanne, etwa vier Minuten, die erforderlich ist, damit die Rotation die Umlaufbewegung der Erde um eins ausgleicht Grad pro Tag. Somit sind in einem Jahr ca. 365 1/4 Sonnentage und ca. 366 1/4 Stern.

Von einem bestimmten Punkt auf der Erde aus betrachtet, befinden sich Sterne in der Nähe der Pole entweder immer über dem Horizont oder steigen nie darüber auf. Alle anderen Sterne gehen auf und unter, und jeden Tag geht jeder Stern vier Minuten früher auf und unter als am Vortag. Einige Sterne und Sternbilder steigen im Winter nachts am Himmel auf – wir nennen sie „Winter“, andere „Sommer“.

Somit wird die Sicht auf die Himmelssphäre durch drei Zeiten bestimmt: die Tageszeit, die mit der Erdrotation verbunden ist; Jahreszeit, die mit der Zirkulation um die Sonne verbunden ist; eine Epoche, die mit der Präzession verbunden ist (obwohl letzterer Effekt selbst in 100 Jahren kaum „mit dem Auge“ wahrnehmbar ist).

Koordinatensystem.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Position von Objekten auf der Himmelssphäre anzuzeigen. Jeder von ihnen ist für Aufgaben einer bestimmten Art geeignet.

Alt-Azimut-System.

Um die Position eines Objekts am Himmel im Verhältnis zu den den Beobachter umgebenden irdischen Objekten anzuzeigen, wird ein „Alt-Azimut“ oder „horizontales“ Koordinatensystem verwendet. Es gibt den Winkelabstand des Objekts über dem Horizont an, der als „Höhe“ bezeichnet wird, sowie seinen „Azimut“ – den Winkelabstand entlang des Horizonts von einem bedingten Punkt zu einem Punkt direkt unter dem Objekt. In der Astronomie wird der Azimut von einem Punkt von Süden nach Westen gemessen, in der Geodäsie und Navigation von einem Punkt von Norden nach Osten. Daher müssen Sie vor der Verwendung des Azimuts herausfinden, in welchem ​​System es angezeigt wird. Der Himmelspunkt direkt über dem Kopf hat eine Höhe von 90° und wird „Zenit“ genannt, der ihm diametral gegenüberliegende Punkt (unter den Füßen) wird „Nadir“ genannt. Für viele Aufgaben ist ein großer Kreis der Himmelssphäre, der sogenannte „Himmelsmeridian“, wichtig; Es durchquert den Zenit, den Nadir und die Himmelspole und überquert den Horizont an Punkten im Norden und Süden.

Äquatorialsystem.

Aufgrund der Erdrotation bewegen sich die Sterne ständig relativ zum Horizont und zu den Himmelsrichtungen und ihre Koordinaten im horizontalen System ändern sich. Für einige Probleme der Astronomie muss das Koordinatensystem jedoch unabhängig von der Position des Beobachters und der Tageszeit sein. Ein solches System wird „äquatorial“ genannt; Seine Koordinaten ähneln geografischen Breiten- und Längengraden. Darin legt die bis zum Schnittpunkt mit der Himmelskugel verlängerte Ebene des Erdäquators den Hauptkreis fest – den „Himmelsäquator“. Die „Deklination“ eines Sterns ähnelt dem Breitengrad und wird anhand seines Winkelabstands nördlich oder südlich vom Himmelsäquator gemessen. Ist der Stern genau im Zenit sichtbar, dann ist die Breite des Beobachtungsortes gleich der Deklination des Sterns. Der geografische Längengrad entspricht dem „Rektaszens“ des Sterns. Sie wird östlich des Schnittpunkts der Ekliptik mit dem Himmelsäquator gemessen, den die Sonne im März passiert, am Tag des Frühlingsbeginns auf der Nordhalbkugel und des Herbstbeginns auf der Südhalbkugel. Dieser für die Astronomie wichtige Punkt wird „erster Punkt des Widders“ oder „Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche“ genannt und mit dem Zeichen bezeichnet. Rektaszensionswerte werden üblicherweise in Stunden und Minuten angegeben, wobei 24 Stunden als 360° betrachtet werden.

Bei der Beobachtung mit Teleskopen wird das Äquatorialsystem verwendet. Das Teleskop ist so installiert, dass es sich von Ost nach West um die zum Pol der Welt gerichtete Achse drehen kann und so die Rotation der Erde ausgleicht.

andere Systeme.

Für einige Zwecke werden auch andere Koordinatensysteme der Himmelssphäre verwendet. Wenn sie beispielsweise die Bewegung von Körpern im Sonnensystem untersuchen, verwenden sie ein Koordinatensystem, dessen Hauptebene die Ebene der Erdumlaufbahn ist. Die Struktur der Galaxie wird in einem Koordinatensystem untersucht, dessen Hauptebene die Äquatorialebene der Galaxie ist, die am Himmel durch einen Kreis dargestellt wird, der entlang der Milchstraße verläuft.

Vergleich von Koordinatensystemen.

Die wichtigsten Details des horizontalen und äquatorialen Systems sind in den Abbildungen dargestellt. In der Tabelle werden diese Systeme mit dem geografischen Koordinatensystem verglichen.

Tabelle: Vergleich der Koordinatensysteme

VERGLEICH VON KOORDINATENSYSTEMEN
Charakteristisch	Alt-Azimut-System	Äquatorialsystem	Geografisches System
Grundkreis	Horizont	Himmelsäquator	Äquator
Stangen	Zenit und Nadir	Nord- und Südpol der Welt	Nord- und Südpol
Winkelabstand vom Hauptkreis	Höhe	Deklination	Breite
Winkelabstand entlang des Grundkreises	Azimut	Rektaszension	Längengrad
Ankerpunkt auf dem Hauptkreis	Zeigen Sie am Horizont nach Süden (in der Geodäsie - der Punkt des Nordens)	Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche	Schnittpunkt mit dem Greenwich-Meridian

Übergang von einem System zum anderen.

Oft besteht die Notwendigkeit, seine äquatorialen Koordinaten aus den Alt-Azimut-Koordinaten eines Sterns zu berechnen und umgekehrt. Dazu ist es notwendig, den Beobachtungszeitpunkt und die Position des Beobachters auf der Erde zu kennen. Mathematisch wird das Problem mithilfe eines sphärischen Dreiecks mit Eckpunkten im Zenit, am Himmelsnordpol und am Stern X gelöst; es wird das „astronomische Dreieck“ genannt.

Der Winkel mit einem Scheitelpunkt am Nordpol der Welt zwischen dem Meridian des Beobachters und der Richtung zu einem beliebigen Punkt auf der Himmelskugel wird „Stundenwinkel“ dieses Punktes genannt; es wird westlich des Meridians gemessen. Der Stundenwinkel der Frühlings-Tagundnachtgleiche, ausgedrückt in Stunden, Minuten und Sekunden, wird am Beobachtungspunkt als „Sternzeit“ (Si. T. – Sternzeit) bezeichnet. Und da der Rektaszension eines Sterns auch der Polarwinkel zwischen der Richtung zu ihm und der Frühlings-Tagundnachtgleiche ist, ist die Sternzeit gleich dem Rektaszension aller Punkte, die auf dem Meridian des Beobachters liegen.

Somit ist der Stundenwinkel eines beliebigen Punktes auf der Himmelskugel gleich der Differenz zwischen der Sternzeit und seinem Rektaszens:

Der Breitengrad des Beobachters sei J. Gegeben sind die äquatorialen Koordinaten eines Sterns A Und D, dann seine horizontalen Koordinaten A Und kann mit folgenden Formeln berechnet werden:

Sie können auch das umgekehrte Problem lösen: nach den Messwerten A Und H, die Zeit kennen, berechnen A Und D. Deklination D wird direkt aus der letzten Formel berechnet, dann wird aus der vorletzten berechnet H, und von Anfang an, wenn die Sternzeit bekannt ist, dann A.

Darstellung der Himmelssphäre.

Seit Jahrhunderten suchen Wissenschaftler nach der besten Möglichkeit, die Himmelssphäre zu Studien- oder Demonstrationszwecken darzustellen. Es wurden zwei Arten von Modellen vorgeschlagen: zweidimensional und dreidimensionale.

Die Himmelssphäre kann auf einer Ebene genauso dargestellt werden, wie die kugelförmige Erde auf Karten dargestellt wird. In beiden Fällen muss ein geometrisches Projektionssystem ausgewählt werden. Der erste Versuch, Teile der Himmelssphäre auf einer Ebene darzustellen, waren Felszeichnungen von Sternkonfigurationen in den Höhlen antiker Menschen. Heutzutage gibt es verschiedene Sternkarten, die in Form von handgezeichneten oder fotografischen Sternatlanten veröffentlicht werden, die den gesamten Himmel abdecken.

Antike chinesische und griechische Astronomen stellten die Himmelssphäre in einem Modell dar, das als „Armillarsphäre“ bekannt ist. Es besteht aus miteinander verbundenen Metallkreisen oder -ringen, die die wichtigsten Kreise der Himmelssphäre darstellen. Heutzutage werden häufig Sterngloben verwendet, auf denen die Positionen der Sterne und die Hauptkreise der Himmelssphäre markiert sind. Armillarsphären und Globen haben einen gemeinsamen Nachteil: Die Position der Sterne und die Markierungen der Kreise sind auf ihrer äußeren, konvexen Seite markiert, die wir von außen betrachten, während wir den Himmel „von innen“ betrachten Sterne scheinen uns auf der konkaven Seite der Himmelskugel platziert zu sein. Dies führt manchmal zu Verwirrung hinsichtlich der Bewegungsrichtungen von Sternen und Konstellationsfiguren.

Das Planetarium bietet die realistischste Darstellung der Himmelssphäre. Die optische Projektion von Sternen auf eine halbkugelförmige Leinwand von innen ermöglicht es, das Erscheinungsbild des Himmels und alle Arten von Bewegungen der Leuchten darauf sehr genau wiederzugeben.

§ 48. Himmelssphäre. Grundlegende Punkte, Linien und Kreise auf der Himmelssphäre

Eine Himmelskugel ist eine Kugel mit beliebigem Radius, die an einem beliebigen Punkt im Raum zentriert ist. Als Mittelpunkt nehmen wir je nach Problemstellung das Auge des Beobachters, den Mittelpunkt des Instruments, den Mittelpunkt der Erde usw.

Betrachten Sie die Hauptpunkte und Kreise der Himmelskugel, deren Mittelpunkt das Auge des Beobachters ist (Abb. 72). Zeichnen Sie eine Lotlinie durch die Mitte der Himmelskugel. Die Schnittpunkte des Lots mit der Kugel werden Zenit Z und Nadir n genannt.

Reis. 72.

Die Ebene, die senkrecht zur Lotlinie durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, heißt wahre Horizontebene. Diese Ebene, die die Himmelssphäre schneidet, bildet einen Kreis eines Großkreises, der als wahrer Horizont bezeichnet wird. Letzteres unterteilt die Himmelssphäre in zwei Teile: den Oberhorizont und den Unterhorizont.

Eine gerade Linie, die parallel zur Erdachse durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, wird Weltachse genannt. Die Schnittpunkte der Weltachse mit der Himmelskugel werden genannt die Pole der Welt. Einer der Pole, der den Polen der Erde entspricht, wird Himmelsnordpol genannt und mit Pn bezeichnet, der andere wird Himmelssüdpol Ps genannt.

Die Ebene „QQ“, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel senkrecht zur Weltachse verläuft, wird genannt Ebene des Himmelsäquators. Diese Ebene, die die Himmelskugel schneidet, bildet einen Kreis eines großen Kreises - Himmelsäquator, der die Himmelssphäre in einen nördlichen und einen südlichen Teil teilt.

Der große Kreis der Himmelssphäre, der durch die Pole der Welt, Zenit und Nadir, verläuft, wird genannt Meridian des Beobachters PN nPsZ. Die Weltachse teilt den Meridian des Beobachters in Mittags-PN-ZPs und Mitternachts-PN-nPs-Teile.

Der Meridian des Beobachters schneidet den wahren Horizont an zwei Punkten: dem Nordpunkt N und dem Südpunkt S. Die Gerade, die den Nord- und Südpunkt verbindet, heißt Mittagslinie.

Wenn Sie von der Mitte der Kugel auf Punkt N schauen, dann liegt der Ostpunkt O st rechts und der Westpunkt W links. Kleine Kreise der Himmelskugel aa "parallel zur Ebene der wahrer Horizont genannt Almucantarate; kleiner BB" parallel zur Ebene des Himmelsäquators, - himmlische Parallelen.

Kreise der Himmelssphäre Zon, die durch die Zenit- und Nadirpunkte verlaufen, werden genannt Vertikalen. Die Vertikale, die durch die Punkte Ost und West verläuft, wird erste Vertikale genannt.

Kreise der Himmelssphäre, die durch die Himmelspole verlaufen, werden PNoPs genannt Deklinationskreise.

Der Meridian des Beobachters ist sowohl eine Vertikale als auch ein Deklinationskreis. Es teilt die Himmelssphäre in zwei Teile – den östlichen und den westlichen.

Der über dem Horizont (unterhalb des Horizonts) liegende Pol der Welt wird als erhöhter (abgesenkter) Pol der Welt bezeichnet. Der Name des erhöhten Pols der Welt ist immer gleichbedeutend mit dem Namen des Breitengrads des Ortes.

Die Weltachse bildet mit der Ebene des wahren Horizonts einen Winkel gleich geografische Breite des Ortes.

Die Position der Leuchten auf der Himmelskugel wird mithilfe sphärischer Koordinatensysteme bestimmt. In der nautischen Astronomie werden horizontale und äquatoriale Koordinatensysteme verwendet.