Tetszőleges sugár, amelyre az égitesteket vetítik: különféle asztrometriai problémák megoldására szolgál. Általában a megfigyelő szeme az égi szféra középpontja. A Föld felszínén tartózkodó megfigyelő számára az égi szféra forgása a világítótestek napi mozgását reprodukálja az égbolton. Az égi gömb területe, figyelembe véve az egyenlő deklinációjú ív méretének változékonyságát, 41252,96 négyzetméter. fokon.

Az égi gömb sugara bárminek felfogható: a geometriai összefüggések egyszerűsítése érdekében eggyel egyenlőnek tételezzük fel. A megoldandó problémától függően az égi gömb középpontja a következő helyre helyezhető:

• hol található a megfigyelő (topocentrikus égi gömb),
• a Föld középpontjába (geocentrikus égi szféra),
• egy adott bolygó közepére (bolygóközpontú égi gömb),
• a Nap középpontjába (héliocentrikus égi szféra) vagy a tér bármely más pontjára.

Az égi gömb minden egyes világítóteste egy olyan pontnak felel meg, ahol az égi gömb középpontját a világítótesttel (a középpontjával) összekötő egyenes vonal keresztezi. A világítótestek relatív helyzetének és látható mozgásának tanulmányozásakor az égi szférán egy vagy másik koordinátarendszert választanak, amelyet a fő pontok és vonalak határoznak meg. Ez utóbbiak általában az égi szféra nagy körei. Egy gömb minden nagykörének két pólusa van, amelyeket az adott kör síkjára merőleges átmérő végei határoznak meg.

Sztori

Az égi szféra fogalma az ókorban keletkezett; kupolás égbolt létezésének vizuális benyomásán alapult. Ez a benyomás abból adódik, hogy az égitestek hatalmas távolsága miatt az emberi szem nem képes felfogni a távolságok különbségeit, és egyformán távolinak tűnnek. Az ókori népeknél ezt egy valódi gömb jelenlétével hozták összefüggésbe, amely az egész világot határolja, és számos csillagot hordoz a felszínén. Így véleményük szerint az égi szféra volt a világegyetem legfontosabb eleme. A tudományos ismeretek fejlődésével az égi szféráról való ilyen nézet elenyészett. Az égi szféra ókorban lefektetett geometriája azonban a fejlődés és javulás eredményeként modern formát kapott, amelyben az asztrometriában használják.

Az égi szféra legfontosabb pontjainak és íveinek megnevezése

Vérvonal és a kapcsolódó (származékos) fogalmak

függőón

függőón(vagy függőleges vonal) - az égi szféra középpontján áthaladó és a megfigyelési pont függővonalának irányával egybeeső egyenes. A Föld felszínén tartózkodó megfigyelő számára a függővonal a Föld középpontján és a megfigyelési ponton halad át.

Zenit és nadír

A függővonal két ponton metszi az égi szféra felületét - zenit, a megfigyelő feje fölött, és mélypont- átlósan ellentétes pont.

matematikai horizont

Matematikai horizont- az égi gömb nagy köre, melynek síkja merőleges a függővonalra. A matematikai horizont az égi gömb felszínét két részre osztja: látható a megfigyelő számára, a tetejével a zenitben, és láthatatlan, mélyponttal. A matematikai horizont általában véve nem esik egybe látható horizont a Föld felszínének egyenetlenségei és a megfigyelési pontok eltérő magassága, valamint a légkörben lévő fénysugarak görbülete miatt.

Az égi szféra forgása és a kapcsolódó (származékos) fogalmak

világtengely

P, P" - égi pólusok, T, T" - napéjegyenlőség pontok, E, C - napforduló pontok, P, P" - ekliptika pólusok, PP" - világtengely, PP" - ekliptika tengely, ATQT" - égi egyenlítő, ETCT "- ekliptika

A világ tengelye- az égi gömböt az északi és a déli póluson keresztező képzeletbeli vonal (az égi gömb forog körülötte).

A világ lengyelei

A világ tengelye két pontban metszi az égi szféra felületét - a világ északi sarkaÉs a világ déli sarka. Az északi pólus az, ahonnan az égi gömb forgása az óramutató járásával megegyező irányban történik, ha a gömbre nézünk kívülről.

Az égi szférát nézve belülről, (amit a csillagos égbolt megfigyelésekor szoktunk megtenni), majd a világ északi pólusának környékén az óramutató járásával ellentétes, a világ déli pólusának környékén pedig az óramutató járásával megegyezően forog.

Égi egyenlítő

Égi egyenlítő- az égi gömb nagy köre, melynek síkja merőleges a világ tengelyére. Az égi egyenlítő az égi gömb felszínét két féltekére osztja: északi félteke, csúcsával az északi égi sarkon, és Déli félteke, csúcsponttal a déli égi sarkon.

A "Vízvonal" és az "Az égi szféra forgása" fogalmak metszéspontjában született kifejezések

East és West Points

Az égi egyenlítő két ponton metszi a matematikai horizontot: keleti pontÉs nyugati pont. A keleti pont az a pont, ahol a forgó égi gömb pontjai keresztezik a matematikai horizontot, és áthaladnak a láthatatlan féltekéből a láthatóba.

égbolt meridián

Égi meridián- az égi szféra nagy köre, amelynek síkja átmegy a vízszintes vonalon és a világ tengelyén. Az égi meridián az égi szféra felszínét két félgömbre osztja - keleti félteke, csúcsával a keleti pontban, és nyugati féltekén, csúcsával a nyugati ponton.

déli sor

Déli sor- az égi meridián síkjának és a matematikai horizont síkjának metszésvonala.

Északra és délre mutat

Az égi meridián két ponton metszi a matematikai horizontot: északi pontÉs pont délre. Az északi pont az, amely közelebb van a világ északi pólusához.

Ekliptika

Ekliptika- az égi szféra nagy köre, az égi gömb és a Föld-Hold rendszer tömegközéppontjának pályájának metszéspontja. Az ekliptika mentén nagy pontossággal megy végbe a Nap látszólagos éves mozgása az égi szférában. Az ekliptika síkja ε = 23°26" szögben metszi az égi egyenlítő síkját. Figyelemre méltó, hogy a Cat's Eye (NGC6543) bolygóköd az északi ekliptika-pólus közelében található.

α = 192,85948° β = 27,12825°

hívott északi galaktikus pólus, és annak szöges ellentétes pontja - déli galaktikus pólus.

Az égi gömb nagy körét, amelynek síkja merőleges a galaktikus pólusokat összekötő egyenesre, ún. galaktikus egyenlítő.

Az égi szférán lévő ívek nevei a világítótestek helyzetéhez kapcsolódnak

Almukantarat

Almuqantarat- Arab. egyenlő magasságú kör

Almukantarat világítótestek - az égi gömb egy kis köre, amely áthalad a lámpatesten, amelynek síkja párhuzamos a matematikai horizont síkjával.

függőleges kör

Magasság kör vagy függőleges kör vagy függőleges világítótestek - az égi szféra nagy félköre, amely áthalad a zeniten, a lámpatesten és a mélyponton.

Éggömb- egy absztrakt fogalom, egy végtelenül nagy sugarú képzeletbeli gömb, amelynek középpontja a megfigyelő. Ugyanakkor az égi szféra közepe mintegy a megfigyelő szeme szintjén van (más szóval, minden, amit a feje fölött lát horizonttól horizontig, pontosan ez a gömb). A könnyebb érzékelhetőség kedvéért azonban tekinthetjük az égi szféra középpontját és a Föld középpontját, ebben nincs tévedés. A csillagok, bolygók, a Nap és a Hold helyzetét abban a helyzetben alkalmazzuk a gömbre, amelyben a megfigyelő helyének adott pontjáról egy adott időpontban az égen láthatók.

Más szóval, bár megfigyelve a világítótestek helyzetét az égi szférában, mi, a bolygó különböző helyein lévén, folyamatosan egy kicsit más képet fogunk látni, ismerve az égi szféra „működésének” elveit, szemügyre véve a éjszakai égbolton, egy egyszerű technikával könnyedén tájékozódhatunk a talajon. Ismerve az A pont feletti kilátást, összehasonlítjuk a B pontban lévő égbolttal, és az ismerős tereptárgyak eltérései alapján pontosan megérthetjük, hol tartunk most.

Az emberek már régóta számos eszközt kitaláltak a feladatunk megkönnyítésére. Ha egyszerűen a szélességi és hosszúsági fok segítségével navigál a "földi" földgömbön, akkor számos hasonló elem - pontok és vonalak - az "égi" földgömbhöz - az égi gömbhöz - is rendelkezésre áll.

Az égi szféra és a megfigyelő helyzete. Ha a megfigyelő mozog, akkor az egész számára látható gömb mozogni fog.

Az égi szféra elemei

Az égi gömbnek számos jellegzetes pontja, vonala és köre van, tekintsük az égi szféra fő elemeit.

Megfigyelő függőleges

Megfigyelő függőleges- az égi gömb középpontján áthaladó és a megfigyelő pontjában lévő függővonal irányával egybeeső egyenes. Zenit- a megfigyelő függőleges metszéspontja az égi szférával, amely a megfigyelő feje felett helyezkedik el. Mélypont- a megfigyelő függőleges metszéspontja az égi szférával, szemben a zenittel.

Valódi horizont- egy nagy kör az égi gömbön, amelynek síkja merőleges a megfigyelő függőlegesére. Az igazi horizont az égi szférát két részre osztja: szuprahorizontális félteke ahol a zenit található, és szubhorizontális félteke, amelyben a mélypont található.

A világ tengelye (Föld tengelye)- egy egyenes, amely körül az égi gömb látható napi forgása történik. A világ tengelye párhuzamos a Föld forgástengelyével, és a Föld egyik pólusán elhelyezkedő megfigyelő számára egybeesik a Föld forgástengelyével. Az égi szféra látszólagos napi forgása a Föld tényleges napi forgását tükrözi a tengelye körül. A világ pólusai a világ tengelyének az égi szférával való metszéspontjai. A világ pólusát, amely az Ursa Minor csillagképben található, hívják északi sark világot, és az ellenpólus ún Déli-sark.

Nagy kör az égi szférán, melynek síkja merőleges a világ tengelyére. Az égi egyenlítő síkja felosztja az égi szférát északi félteke, amelyben a világ északi sarka található, és déli félteke ahol a világ déli sarka található.

Vagy a megfigyelő meridiánja - egy nagy kör az égi szférán, amely áthalad a világ pólusain, a zeniten és a nadíron. Egybeesik a megfigyelő földi meridiánjának síkjával, és felosztja az égi szférát keletiÉs nyugati féltekén.

Északra és délre mutat- az égi meridián és a valódi horizont metszéspontjai. A világ északi sarkához legközelebb eső pontot a valódi C horizont északi pontjának, a világ déli sarkához legközelebbi pontot Yu déli pontnak nevezzük. A keleti és nyugati pontok a metszéspontok az égi egyenlítő a valódi horizonttal.

déli sor- egyenes vonal a valódi horizont síkjában, amely összeköti az északi és a déli pontokat. Ezt a vonalat délnek nevezik, mert délben, a helyi valódi szoláris idő szerint a függőleges pólus árnyéka egybeesik ezzel a vonallal, vagyis ennek a pontnak a valódi meridiánjával.

Az égi meridián és az égi egyenlítő metszéspontjai. A horizont déli pontjához legközelebb eső pontot ún pont az égi egyenlítőtől délre, és a horizont északi pontjához legközelebb eső pont az pont az égi egyenlítőtől északra.

Függőleges világítótestek

Függőleges világítótestek, vagy magassági kör, - egy nagy kör az égi szférán, amely áthalad a zeniten, a nadíron és a világítótesten. Az első függőleges a keleti és nyugati ponton áthaladó függőleges.

Deklinációs kör, vagy , - egy nagy kör az égi szférán, amely a világ pólusain és a világítótesten halad át.

Egy kis kör az égi gömbön, a világítótesten keresztül az égi egyenlítő síkjával párhuzamosan rajzolva. A világítótestek látható napi mozgása a napi párhuzamok mentén történik.

Almukantarat világítótestek

Almukantarat világítótestek- egy kis kör az égi gömbön, a lámpatesten keresztül a valódi horizont síkjával párhuzamosan rajzolva.

Az égi szféra fent említett összes elemét aktívan használják a térben való tájékozódás gyakorlati problémáinak megoldására és a csillagok helyzetének meghatározására. A mérés céljától és körülményeitől függően két különböző rendszert alkalmaznak. gömb alakú égi koordináták.

Az egyik rendszerben a világítótest a valódi horizonthoz viszonyítva orientált, és ennek a rendszernek nevezik, a másikban pedig az égi egyenlítőhöz viszonyítva és az úgynevezett.

Mindegyik rendszerben a világítótest helyzetét az égi szférán két szögérték határozza meg, ahogyan a Föld felszínén lévő pontok helyzetét a szélesség és hosszúság alapján határozzák meg.

Az ókorban az emberek azt hitték, hogy az összes csillag az égi szférán található, amely összességében a Föld körül forog. A csillagászok már több mint 2000 évvel ezelőtt elkezdtek olyan módszereket alkalmazni, amelyek lehetővé tették az égi szférában bármely csillag elhelyezkedésének jelzését más űrobjektumokhoz vagy földi tereptárgyakhoz képest. Az égi gömb fogalmát még most is kényelmes használni, bár tudjuk, hogy ez a gömb valójában nem létezik.

égi szféra -tetszőleges sugarú képzeletbeli gömbfelület, amelynek középpontjában a megfigyelő szeme van, és amelyre az égitestek helyzetét vetítjük.

Az égi szféra fogalmát az égbolt szögmérésére használják, a legegyszerűbb látható égi jelenségekkel kapcsolatos érvelés megkönnyítésére, különféle számításokhoz, például a világítótestek napkelte és napnyugta idejének kiszámításához.

Építsünk egy égi gömböt, és rajzoljunk sugarat a középpontjából a csillag felé A.

Ahol ez a sugár metszi a gömb felületét, helyezzünk el egy pontot A 1 ezt a csillagot ábrázolva. Csillag BAN BEN ponttal lesz jelölve IN 1 . Az összes megfigyelt csillagra hasonló műveletet megismételve a gömb felszínén a csillagos égbolt képét kapjuk - egy csillaggömböt. Nyilvánvaló, hogy ha a megfigyelő ennek a képzeletbeli gömbnek a középpontjában van, akkor számára maguknak a csillagoknak és a gömbön lévő képeiknek az iránya egybeesik.

• Mi az égi szféra középpontja? (A szemlélő szeme)
• Mekkora az égi szféra sugara? (Tetszőleges)
• Mi a különbség az asztalon lévő két szomszéd égi gömbje között? (Középső pozíció).

Számos gyakorlati probléma megoldásában az égitestek távolsága nem játszik szerepet, csak a látszólagos elhelyezkedésük az égbolton. A szögmérés független a gömb sugarától. Ezért, bár az égi szféra a természetben nem létezik, a csillagászok az égi szféra fogalmát használják a csillagok és az égbolton napközben vagy több hónapon át megfigyelhető jelenségek látható elhelyezkedésének tanulmányozására. A csillagok, a Nap, a Hold, a bolygók stb. egy ilyen gömbre vetülnek, elvonatkoztatva a világítótestek tényleges távolságától, és csak a köztük lévő szögtávolságokat veszik figyelembe. Az égi szférán lévő csillagok távolsága csak szögben fejezhető ki. Ezeket a szögtávolságokat az egyik és a másik csillagra irányított sugarak közötti középponti szög értékével, vagy a gömb felületén az ezeknek megfelelő ívekkel mérjük.

Az égbolton lévő szögtávolságok hozzávetőleges becsléséhez hasznos megjegyezni a következő adatokat: az Ursa Major vödör két szélső csillaga (α és β) közötti szögtávolság körülbelül 5°, és az α Ursa Major-tól α Ursa Minor (sarkcsillag) - 5-ször nagyobb - körülbelül 25°.

A szögtávolságok legegyszerűbb vizuális becslései egy kinyújtott kéz ujjaival is elkészíthetők.

Csak két világítótestet – a Napot és a Holdat – látunk korongnak. Ezeknek a korongoknak a szögátmérője közel azonos - körülbelül 30 "vagy 0,5 °. A bolygók és a csillagok szögméretei sokkal kisebbek, ezért egyszerűen világító pontoknak tekintjük őket. Szabad szemmel egy tárgy nem úgy néz ki, mint pont, ha szögméretei meghaladják a 2 -3"-t. Ez különösen azt jelenti, hogy szemünk külön-külön megkülönböztet minden egyes világító pontot (csillagot), ha a köztük lévő szögtávolság nagyobb ennél az értéknél. Más szóval, csak akkor látunk egy tárgyat nem pontnak, ha a távolság legfeljebb 1700-szor haladja meg a méretét.

függőón Z, Z' , áthaladva a megfigyelő szemén (C pont), amely az égi szféra közepén helyezkedik el, pontokban metszi az égi gömböt Z - zenit,Z' - nadír.

Zenit- ez a legmagasabb pont a megfigyelő feje felett.

Nadir -az égi szféra zenittel szembeni pontja.

A függővonalra merőleges síkot únvízszintes sík (vagy horizont sík).

matematikai horizontaz égi gömb és az égi gömb középpontján átmenő vízszintes sík metszésvonalának nevezzük.

Szabad szemmel körülbelül 6000 csillagot láthatunk az egész égbolton, de mi csak a felét látjuk, mert a Föld elzárja előlünk a csillagos égbolt másik felét. Csillagok mozognak az égen? Kiderül, hogy mindannyian egyszerre mozognak. Ezt könnyű ellenőrizni a csillagos égbolt megfigyelésével (bizonyos tárgyakra fókuszálva).

Forgásának köszönhetően a csillagos égbolt megjelenése megváltozik. Egyes csillagok éppen a keleti részén bújnak elő a horizontról (felkelnek), mások ilyenkor magasan a fejed fölött vannak, megint mások pedig már a látóhatár mögé bújnak a nyugati oldalon (nyugtat). Ugyanakkor számunkra úgy tűnik, hogy a csillagos ég egészében forog. Ma már mindenki tisztában van ezzel Az égbolt forgása egy látszólagos jelenség, amelyet a Föld forgása okoz.

A kép arról, hogy mi történik a csillagos égbolttal a Föld napi forgásának eredményeként, lehetővé teszi a kamera rögzítését.

A kapott képen minden csillag körív formájában hagyta nyomát. De van egy ilyen csillag is, amelynek egész éjszakai mozgása szinte észrevehetetlen. Ezt a csillagot Polarisnak hívták. Kis sugarú kört ír le a nap folyamán, és mindig majdnem azonos magasságban látható a horizont felett az égbolt északi oldalán. A csillagok összes koncentrikus nyomának közös középpontja az égen, a Sarkcsillag közelében található. Ezt a pontot, amelyre a Föld forgástengelye irányul, nevezzük a világ északi sarka. A Sarkcsillag által leírt ív a legkisebb sugarú. De ez az ív és az összes többi - sugaruktól és görbületüktől függetlenül - a kör ugyanazt a részét alkotják. Ha egy egész napon keresztül le lehetett fényképezni a csillagok útját az égen, akkor a fénykép teljes köröknek bizonyulna - 360 °. Hiszen egy nap a Föld teljes tengelye körüli forradalmának időszaka. Egy óra múlva a Föld a kör 1/24-ével, azaz 15°-kal elfordul. Következésképpen az ív hossza, amelyet a csillag ez idő alatt leír, 15 °, fél óra múlva pedig 7,5 ° lesz.

Napközben a csillagok a nagyobb köröket írják le, minél távolabb vannak a Sarkcsillagtól.

Az égi szféra napi forgásának tengelyét úna világ tengelye (RR").

Az égi szféra és a világ tengelyének metszéspontjait úna világ pólusai(pont R - északi égi póluspont R" - a világ déli sarka).

A sarkcsillag az északi égi pólus közelében található. Amikor a Sarkcsillagra nézünk, pontosabban a mellette lévő fix pontra - a világ északi sarkára, akkor tekintetünk iránya egybeesik a világ tengelyével. A világ déli sarka az égi szféra déli féltekén található.

EA repülőgépWQ, a világ tengelyére merőleges PP" és az égi szféra középpontján áthaladó ún.az égi egyenlítő síkja, és annak az égi szférával való metszésvonala -égi egyenlítő.

Égi egyenlítő - az égi gömbnek az égi gömb világtengelyére merőleges középpontján átmenő síkkal való metszéspontjából kapott körvonal.

Az égi egyenlítő az égi gömböt két féltekére osztja: északi és déli féltekére.

A világ tengelye, a világ pólusai és az égi egyenlítő hasonlóak a Föld tengelyéhez, pólusaihoz és egyenlítőjéhez, mivel a felsorolt ​​elnevezések az égi szféra látszólagos forgásához kötődnek, és ez az égi egyenlítő következménye. a földgömb tényleges forgása.

A zeniten áthaladó repülőgépZ , központ VAL VELégi gömb és pólus R béke, hívjákaz égi meridián síkja, és az égi szférával való metszésvonala alakul kiégi meridiánvonal.

égbolt meridián - az égi gömb nagy köre, amely áthalad a Z zeniten, a P égi póluson, a déli égi póluson R", nadír Z"

A Föld bármely pontján az égi meridián síkja egybeesik az adott hely földrajzi meridiánjának síkjával.

déli sor NS - ez a meridián és a horizont síkjainak metszésvonala.É - északi pont, S - déli pont

Azért nevezték így, mert délben a függőleges tárgyak árnyékai ebbe az irányba esnek.

• Mennyi az égi szféra forgási periódusa? (Egyenlő a Föld forgási periódusával - 1 nap).
• Milyen irányban megy végbe az égi szféra látszólagos (látszólagos) forgása? (A Föld forgási irányával szemben).
• Mit mondhatunk az égi szféra és a Föld tengelyének forgástengelyének egymáshoz viszonyított helyzetéről? (Az égi szféra tengelye és a Föld tengelye egybe fog esni).
• Az égi szféra minden pontja részt vesz az égi szféra látszólagos forgásában? (A tengelyen fekvő pontok nyugalomban vannak).

A Föld a Nap körüli pályán mozog. A Föld forgástengelye a pálya síkjához képest 66,5°-os szöget zár be. A Hold és a Nap oldaláról fellépő gravitációs erők hatására a Föld forgástengelye eltolódik, miközben a tengely dőlése a Föld keringési síkjához képest állandó marad. A Föld tengelye mintegy végigcsúszik a kúp felületén. (ugyanez történik egy közönséges felső y tengelyével a forgás végén).

Ezt a jelenséget már ie 125-ben fedezték fel. e. Hipparkhosz görög csillagász és elnevezett precesszió.

A Föld tengelyének egy forgása 25 776 évig tart – ezt az időszakot platóni évnek nevezik. Most P közelében - a világ északi pólusa a Sarkcsillag - α Ursa Minor. A sarkcsillag az, amely jelenleg a világ északi sarkának közelében található. Korunkban, körülbelül 1100-tól, egy ilyen csillag az alfa Ursa Minor - Kinosura. Korábban a Sarki címet felváltva π, η és τ Hercules, Tuban és Kochab csillagaihoz rendelték. A rómaiaknak egyáltalán nem volt Sarkcsillagjuk, Kokhabot és Kinosurut (α Ursa Minor) pedig őrzőknek hívták.

Számításunk kezdetén - a világ sarka α Draco közelében volt - 2000 évvel ezelőtt. 2100-ban az égi pólus csak 28 hüvelyknyire lesz a Sarkcsillagtól – jelenleg 44 hüvelyk. 3200-ban a Cepheus csillagkép polárissá válik. 14000-ben a Vega (α Lyrae) poláris lesz.

Hogyan lehet megtalálni a Sarkcsillagot az égen?

A Sarkcsillag megtalálásához gondolatban egyenes vonalat kell húznia a Nagy Göncöl csillagain keresztül (a "vödör" első 2 csillaga), és meg kell számolnia a csillagok közötti 5 távolságot. Ezen a helyen, az egyenes mellett, egy csillagot fogunk látni, amelynek fényessége majdnem megegyezik a "göncölő" csillagaival - ez a Sarkcsillag.

A gyakran Kis Göncölnek nevezett csillagképben a Sarkcsillag a legfényesebb. De akárcsak a Göncölő vödör legtöbb csillaga, a Polaris is egy második nagyságrendű csillag.

Nyári (nyár-őszi) háromszög = Vega csillag (α Lyra, 25,3 fényév), Deneb csillag (α Cygnus, 3230 fényév), Altair csillag (α Eagle, 16,8 fényév)

Égi koordináták

Ahhoz, hogy világítótestet találjon az égen, meg kell adnia, hogy a horizont melyik oldalán és milyen magasan van felette. Erre a célra azt használják vízszintes koordinátarendszer – azimutÉs magasság. A Föld bármely pontján elhelyezkedő megfigyelő számára nem nehéz meghatározni a függőleges és vízszintes irányt.

Közülük az elsőt függővonallal határozzuk meg, és a rajzon függővonallal ábrázoljuk Z Z",áthalad a gömb középpontján (pont RÓL RŐL).

A közvetlenül a megfigyelő feje feletti Z pontot nevezzük zenit.

Az a sík, amely átmegy a gömb középpontján merőlegesen a tengelyvonalra, kört alkot, amikor metszi a gömböt - igaz, vagy matematikai, horizont.

Magasság a világítótestet a zeniten és a világítótesten áthaladó kör mentén számoljuk , és ennek a körnek a horizonttól a világítótestig tartó ívének hosszával fejezzük ki. Ezt az ívet és a hozzá tartozó szöget általában betűvel jelöljük h.

A zenitben található lámpatest magassága 90 °, a horizonton - 0 °.

A világítótest helyzetét a horizont oldalaihoz képest a második koordinátája jelzi - azimut, betűvel jelöljük A. Az azimutot a déli ponttól mérjük az óramutató járásával megegyező irányban, így a déli pont azimutja 0°, a nyugatié 90°, és így tovább.

A világítótestek vízszintes koordinátái az időben folyamatosan változnak, és a megfigyelő Földön elfoglalt helyzetétől függenek, mert a világtérhez viszonyítva a Föld adott pontjában a horizontsík együtt forog vele.

A világítótestek vízszintes koordinátáit mérik, hogy meghatározzák a Föld különböző pontjainak időbeli vagy földrajzi koordinátáit. A gyakorlatban például a geodéziában speciális goniometrikus optikai műszerekkel mérik a magasságot és az azimutot - teodolit.

A csillagképeket síkon ábrázoló csillagtérkép készítéséhez ismernie kell a csillagok koordinátáit. Ehhez olyan koordinátarendszert kell választani, amely a csillagos éggel együtt forogna. A világítótestek égbolt helyzetének jelzésére a földrajzban használthoz hasonló koordinátarendszert használnak, - egyenlítői koordináta-rendszer.

Az egyenlítői koordinátarendszer hasonló a földgömb földrajzi koordinátarendszeréhez. Mint tudják, a földgömb bármely pontjának helyzete megadható Val vel földrajzi koordináták segítségével - szélesség és hosszúság.

Földrajzi szélesség - a pont szögtávolsága a Föld egyenlítőjétől. A földrajzi szélesség (φ) az Egyenlítőtől a Föld sarkaiig terjedő meridiánok mentén mérik.

Hosszúság- az adott pont meridiánjának síkja és a kezdőmeridián síkja közötti szög. Földrajzi hosszúság (λ) Az egyenlítő mentén mérik a kezdő (greenwichi) meridiántól.

Így például Moszkvának a következő koordinátái vannak: 37°30" keleti hosszúság és 55°45" északi szélesség.

Bemutatjuk egyenlítői koordináta-rendszer, melyik jelzi a világítótestek egymáshoz viszonyított helyzetét az égi szférán.

Az égi gömb középpontján a Föld forgástengelyével párhuzamos vonalat húzzunk, - a világ tengelye. Az égi gömböt két, egymással átlósan ellentétes ponton fogja átszelni, amelyeket ún a világ pólusai - RÉs R. A világ északi sarkának nevezik azt, amelynek közelében a Sarkcsillag található. A gömb középpontján a Föld egyenlítőjének síkjával párhuzamosan áthaladó sík a gömb keresztmetszetében kört alkot ún. égi egyenlítő. Az égi egyenlítő (mint a Föld) az égi szférát két féltekére osztja: északi és déli féltekére. Egy csillagnak az égi egyenlítőtől mért szögtávolságát ún hanyatlás. A deklinációt a világítótesten és a világ pólusain áthúzott körben mérjük, ez hasonló a földrajzi szélességhez.

deklináció- a világítótestek szögtávolsága az égi egyenlítőtől. A deklinációt δ betűvel jelöljük. Az északi féltekén a deklináció pozitívnak, a déli oldalon negatívnak tekinthető.

A második koordináta, amely a csillag helyzetét jelzi az égen, hasonló a földrajzi hosszúsághoz. Ezt a koordinátát hívják jobb felemelkedés . A jobb felemelkedést az égi egyenlítő mentén mérik a tavaszi napéjegyenlőség γ pontjától, amelyben a Nap évente március 21-én (a tavaszi napéjegyenlőség napján) van. A tavaszi napéjegyenlőség γ pontjától az óramutató járásával ellentétes irányba, azaz az égbolt napi forgása felé számoljuk. Ezért a világítótestek a jobb felemelkedésük szerinti növekvő sorrendben emelkednek (és beállnak).

jobb felemelkedés - az égi pólusból a világítótesten át húzott félkör síkja közötti szög(deklinációs kör), és az égi pólustól a tavaszi napéjegyenlőség egyenlítőn fekvő pontján át húzott félkör síkja(a deklinációk kezdeti köre). A jobbra emelkedést α betűvel jelöljük

Deklináció és jobbra emelkedés(δ, α) egyenlítői koordinátáknak nevezzük.

A deklinációt és a jobbra emelkedést kényelmesen nem fokokban, hanem időegységekben fejezzük ki. Ha figyelembe vesszük, hogy a Föld 24 óra alatt tesz meg egy fordulatot, a következőt kapjuk:

360°-24 óra, 1°-4 perc;

15° - 1 óra, 15" -1 perc, 15" - 1 s.

Ezért például a 12 órával egyenlő jobbra emelkedés 180°, a 7 óra 40 perc pedig 115°-nak felel meg.

Ha nincs szükség különösebb pontosságra, akkor a csillagok égi koordinátái változatlannak tekinthetők. A csillagos égbolt napi forgásával a tavaszi napéjegyenlőség is forog. Ezért a csillagok helyzete az egyenlítőhöz és a tavaszi napéjegyenlőséghez képest nem függ sem a napszaktól, sem a megfigyelő helyzetétől a Földön.

Az egyenlítői koordinátarendszert a csillagos ég mozgó térképe ábrázolja.

A cikk tartalma

ÉGGÖMB. Amikor az eget figyeljük, úgy tűnik, hogy minden csillagászati ​​objektum egy kupola alakú felületen helyezkedik el, amelynek közepén található a megfigyelő. Ez a képzeletbeli kupola egy képzeletbeli gömb felső felét alkotja, amelyet "égi gömbnek" neveznek. Alapvető szerepet játszik a csillagászati ​​objektumok helyzetének jelzésében.

Bár a Hold, a bolygók, a Nap és a csillagok különböző távolságra helyezkednek el tőlünk, még a legközelebbiek is olyan messze vannak, hogy szemmel nem tudjuk megbecsülni a távolságukat. A csillag iránya nem változik, ahogy haladunk a Föld felszínén. (Igaz, a Föld pályája mentén némileg változik, de ezt a parallaktikus eltolódást csak a legpontosabb műszerek segítségével lehet észrevenni.)

Számunkra úgy tűnik, hogy az égi gömb forog, mivel a világítótestek keleten kelnek fel és nyugaton nyugszanak. Ennek oka a Föld nyugatról keletre történő forgása. Az égi gömb látszólagos forgása egy képzeletbeli tengely körül megy végbe, amely a Föld forgástengelyét folytatja. Ez a tengely két pontban metszi az égi szférát, amelyeket az északi és a déli "világ sarkának" neveznek. Az északi égi pólus körülbelül egy fokra fekszik a Sarkcsillagtól, és a déli pólus közelében nincsenek fényes csillagok.

A Föld forgástengelye körülbelül 23,5°-kal hajlik a Föld keringési síkjára (az ekliptika síkjára) húzott merőlegeshez képest. Ennek a síknak az égi szférával való metszéspontja egy kört ad - az ekliptikát, a Nap látszólagos útját egy év alatt. A Föld tengelyének tájolása a térben szinte nem változik. Így minden év júniusában, amikor a tengely északi vége a Nap felé billen, magasra emelkedik az égen az északi féltekén, ahol a nappalok meghosszabbodnak, az éjszakák pedig rövidek. Decemberben a pálya ellenkező oldalára költözött a Föld a déli féltekével együtt a Nap felé fordul, és északon a nappalok rövidülnek, az éjszakák pedig hosszúak.

A nap- és holdvonzás hatására azonban a Föld tengelyének tájolása még mindig fokozatosan változik. A tengely fő mozgását, amelyet a Nap és a Hold hatása okoz a Föld egyenlítői dudorára, precessziónak nevezzük. A precesszió hatására a Föld tengelye lassan forog a pályasíkra merőleges körül, ami 26 ezer év alatt 23,5°-os sugarú kúpot ír le. Emiatt néhány évszázadon belül a sark már nem lesz a Sarkcsillag közelében. Ezenkívül a Föld tengelye kis ingadozásokat okoz, amelyeket nutációnak neveznek, és ami a Föld és a Hold pályájának ellipticitásához kapcsolódik, valamint azzal a ténnyel, hogy a holdpálya síkja enyhén hajlik a Föld keringési síkjához.

Mint már tudjuk, az égi szféra megjelenése az éjszaka folyamán megváltozik a Föld tengelye körüli forgása miatt. De még ha az év során egy időben figyeli is az eget, megjelenése megváltozik a Földnek a Nap körüli forgása miatt. Ez kb. 365 1/4 nap - körülbelül egy fok naponta. Egyébként egy nap, vagy inkább szoláris nap az az idő, amely alatt a Föld egyszer megfordul a tengelye körül a Naphoz képest. Ez abból az időből áll, amely alatt a Föld egy kört megtesz a csillagokhoz képest ("sziderális nap"), plusz egy kis időből, körülbelül négy percből, amely szükséges ahhoz, hogy a forgás eggyel kompenzálja a Föld keringési mozgását. fok naponta. Így egy év alatt kb. 365 1/4 szoláris nap és kb. 366 1/4 csillag.

A Föld egy bizonyos pontjáról nézve a pólusok közelében található csillagok vagy mindig a horizont felett vannak, vagy soha nem emelkednek fel. Az összes többi csillag felkel és nyugszik, és minden nap 4 perccel korábban kel fel és nyugszik, mint az előző nap. Egyes csillagok és csillagképek télen éjszaka emelkednek az égen - mi "télnek" nevezzük őket, másokat pedig "nyárnak".

Így az égi szféra nézetét háromszor határozza meg: a Föld forgásához kapcsolódó napszak; a nap körüli keringéssel kapcsolatos évszak; a precesszióhoz kapcsolódó korszak (bár ez utóbbi hatás „szemmel” még 100 év múlva is alig észrevehető).

Koordináta rendszerek.

Az égi szférán lévő objektumok helyzetének jelzésére különféle módok állnak rendelkezésre. Mindegyik alkalmas bizonyos típusú feladatokra.

Alt-azimut rendszer.

Egy objektum helyzetének jelzésére az égen a megfigyelőt körülvevő földi objektumokhoz viszonyítva "alt-azimut" vagy "vízszintes" koordinátarendszert használnak. Ez jelzi az objektum horizont feletti szögtávolságát, amelyet "magasságnak" neveznek, valamint "azimutját" - a horizont mentén elhelyezkedő szögtávolságot egy feltételes ponttól egy közvetlenül az objektum alatti pontig. A csillagászatban az azimutot délről nyugatra, a geodéziában és a navigációban pedig egy északról keletre eső pontról mérik. Ezért az azimut használata előtt meg kell találnia, hogy melyik rendszerben van feltüntetve. Az égen közvetlenül a fej felett található pont magassága 90 °, és "zenitnek" nevezik, a vele átmérősen ellentétes pontot (a láb alatt) pedig "nadirnak". Számos feladathoz fontos az égi szféra nagy köre, az úgynevezett "égi meridián". áthalad a zeniten, a nadíron és az égi pólusokon, és északi és déli pontokon keresztezi a horizontot.

egyenlítői rendszer.

A Föld forgása miatt a csillagok a horizonthoz és a kardinális pontokhoz képest folyamatosan mozognak, a vízszintes rendszerben a koordinátáik változnak. Néhány csillagászati ​​probléma esetében azonban a koordinátarendszernek függetlennek kell lennie a megfigyelő helyzetétől és a napszaktól. Az ilyen rendszert "egyenlítőinek" nevezik; koordinátái a földrajzi szélességi és hosszúsági fokokhoz hasonlítanak. Ebben a földi egyenlítő síkja, az égi szférával való metszéspontig kiterjesztve, meghatározza a fő kört - az "égi egyenlítőt". A csillagok "deklinációja" a szélességi fokra hasonlít, és az égi egyenlítőtől északra vagy délre lévő szögtávolságával mérik. Ha a csillag pontosan a zenitben látható, akkor a megfigyelési hely szélessége megegyezik a csillag deklinációjával. A földrajzi hosszúság megfelel a csillag "jobbra való felemelkedésének". Az ekliptika és az égi egyenlítő metszéspontjától keletre mérik, amelyen a Nap márciusban halad el, az északi féltekén a tavasz kezdetének, a déli féltekén pedig az ősz kezdetének napján. Ezt a csillagászat szempontjából fontos pontot a „kos első pontjának”, vagy „a tavaszi napéjegyenlőség pontjának” nevezik, és a jellel jelölik. A jobb emelkedési értékeket általában órákban és percekben adják meg, a 24 órát 360°-nak tekintve.

Az egyenlítői rendszert távcsővel történő megfigyeléskor használjuk. A teleszkóp úgy van felszerelve, hogy a világ pólusára irányuló tengelye körül keletről nyugatra tud forogni, ezáltal kompenzálja a Föld forgását.

egyéb rendszerek.

Bizonyos célokra más koordinátarendszereket is használnak az égi szférán. Például a naprendszerben a testek mozgásának tanulmányozásakor olyan koordinátarendszert használnak, amelynek fő síkja a Föld keringési síkja. A Galaxis szerkezetét egy koordinátarendszerben vizsgálják, amelynek fő síkja a Galaxis egyenlítői síkja, amelyet az égbolton a Tejútrendszeren áthaladó kör ábrázol.

Koordinátarendszerek összehasonlítása.

A vízszintes és egyenlítői rendszerek legfontosabb részleteit az ábrákon mutatjuk be. A táblázatban ezeket a rendszereket összehasonlítjuk a földrajzi koordinátarendszerrel.

táblázat: Koordinátarendszerek összehasonlítása

KOORDINÁTARENDSZEREK ÖSSZEHASONLÍTÁSA
Jellegzetes	Alt-azimut rendszer	egyenlítői rendszer	Földrajzi rendszer
Alapkör	Horizont	Égi egyenlítő	Egyenlítő
lengyelek	Zenit és nadír	A világ északi és déli pólusa	Északi és déli pólus
Szögtávolság a főkörtől	Magasság	deklináció	Szélességi kör
Szögtávolság az alapkör mentén	Azimut	jobb felemelkedés	Hosszúság
Rögzítési pont a fő körön	Mutasson délre a horizonton (geodéziában - az északi pont)	tavaszi napéjegyenlőség pontja	Metszéspont a greenwichi meridiánnal

Átmenet egyik rendszerről a másikra.

Gyakran előfordul, hogy ki kell számítani az egyenlítői koordinátákat egy csillag alt-azimut koordinátáiból, és fordítva. Ehhez ismerni kell a megfigyelés pillanatát és a megfigyelő helyzetét a Földön. Matematikailag a feladatot egy gömbháromszög segítségével oldjuk meg, amelynek csúcsai a zenitben, az északi égi pólusban és az X csillagban vannak; "csillagászati ​​háromszögnek" hívják.

A világ északi pólusán a megfigyelő meridiánja és az égi szféra bármely pontjának iránya közötti csúcsponttal rendelkező szöget e pont "óraszögének" nevezzük; a meridiántól nyugatra mérik. A tavaszi napéjegyenlőség óraszögét, órában, percben és másodpercben kifejezve, a megfigyelési ponton "sziderális időnek" (Si. T. - sziderális időnek) nevezik. És mivel egy csillag jobb felemelkedése egyben a hozzá és a tavaszi napéjegyenlőséghez vezető irány közötti poláris szög is, akkor a sziderális idő egyenlő a megfigyelő meridiánján fekvő összes pont jobb felemelkedésével.

Így az égi szféra bármely pontjának óraszöge egyenlő a sziderális idő és annak jobbra emelkedése közötti különbséggel:

Legyen a megfigyelő szélessége j. Adott egy csillag egyenlítői koordinátái aÉs d, akkor annak vízszintes koordinátáit AÉs a következő képletekkel számítható ki:

Megoldhatja az inverz problémát is: a mért értékek szerint AÉs h, az idő ismeretében számolja ki aÉs d. deklináció d közvetlenül az utolsó képletből számítják ki, majd az utolsó előttiből számítják ki H, és az elsőtől, ha ismert a sziderális idő, akkor a.

Az égi szféra ábrázolása.

A tudósok évszázadok óta keresték az égi szféra legjobb ábrázolásának módját tanulmányozás vagy demonstráció céljából. Kétféle modellt javasoltak: kétdimenziós és háromdimenziós modellt.

Az égi gömb ugyanúgy ábrázolható síkon, mint a gömb alakú Föld a térképeken. Mindkét esetben geometriai vetületi rendszert kell választani. Az első kísérlet arra, hogy az égi szféra szakaszait egy síkon ábrázolják, az ókori emberek barlangjaiban csillagkonfigurációjú sziklafaragványok voltak. Manapság különféle csillagtérképeket adnak ki kézzel rajzolt vagy fényképes csillagatlaszok formájában, amelyek az egész égboltot lefedik.

Az ókori kínai és görög csillagászok az égi szférát egy „armilláris gömbnek” nevezett modellben ábrázolták. Fém körökből vagy gyűrűkből áll, amelyek össze vannak kapcsolva, hogy az égi szféra legfontosabb köreit mutassák. Most gyakran használnak csillaggömböket, amelyeken a csillagok helyzetét és az égi gömb fő köreit jelölik. Az armilláris gömbök és földgömbök közös hátránya: a csillagok helyzete és a körök jelzései a külső, domború oldalukon vannak kijelölve, amit kívülről nézünk, míg az eget "belülről" nézzük, ill. a csillagok számunkra az égi gömb homorú oldalán helyezkednek el. Ez néha zavarokhoz vezet a csillagok és a csillagképek mozgási irányaiban.

A planetárium az égi szféra legvalósághűbb ábrázolását adja. A csillagok optikai vetítése egy félgömb alakú képernyőre belülről lehetővé teszi az égbolt megjelenésének és a rajta lévő világítótestek mindenféle mozgásának nagyon pontos reprodukálását.

48. § Égi szféra. Alappontok, vonalak és körök az égi gömbön

Az égi gömb egy tetszőleges sugarú gömb, amelynek középpontja a tér egy tetszőleges pontja. Középpontjához, a probléma megfogalmazásától függően, vegyük a megfigyelő szemét, a szerszám középpontját, a Föld középpontját stb.

Tekintsük az égi gömb fő pontjait és köreit, amelyek középpontjába a megfigyelő szeme kerül (72. ábra). Húzzon egy függővonalat az égi gömb közepén. A függővonal és a gömb metszéspontjait Z zenitnek és n mélypontnak nevezzük.

Rizs. 72.

Az égi szféra függővonalra merőleges középpontján áthaladó síkot ún. igazi horizont síkja. Ez az égi szférával metsző sík egy nagy kör kört alkot, amelyet valódi horizontnak neveznek. Ez utóbbi két részre osztja az égi szférát: a horizont feletti és az alhorizontra.

Az égi gömb középpontján áthaladó, a Föld tengelyével párhuzamos egyenest a világ tengelyének nevezzük. A világ tengelyének az égi szférával való metszéspontjait ún a világ pólusai. A Föld pólusainak megfelelő pólusok egyikét északi égi pólusnak nevezik, és Pn-nek, a másikat Ps déli égi pólusnak nevezik.

Az égi szféra világtengelyére merőleges középpontján áthaladó QQ" síkot ún. az égi egyenlítő síkja. Ez az égi gömböt metsző sík egy nagy kör kört alkot - égi egyenlítő, amely az égi szférát északi és déli részre osztja.

Az égi szférának a világ pólusain, a zeniten és a nadíron áthaladó nagy kör ún. a megfigyelő meridiánja PN nPsZ. A világ tengelye a megfigyelő meridiánját déli PN ZP és éjféli PN nPs részekre osztja.

A megfigyelő meridiánja két pontban metszi a valódi horizontot: az északi pontban az É-i és a déli pontban S. Az északi és déli pontot összekötő egyenes ún. déli sor.

Ha a gömb középpontjából nézünk az N pontba, akkor a keleti O st pont a jobb oldalon, a nyugati W pont pedig a bal oldalon lesz. Az égi gömb kis körei aa "párhuzamosak a igazi horizontnak nevezzük almukantarátok; kis bb" párhuzamos az égi egyenlítő síkjával, - égi párhuzamok.

Az égi szféra zóna zenit- és mélyponton áthaladó köreit ún. függőlegesek. A keleti és nyugati pontokon áthaladó függőlegest első függőlegesnek nevezzük.

Az égi szféra körei Az égi pólusokon áthaladó PNoP-k ún. deklinációs körök.

A megfigyelő meridiánja egyszerre függőleges és deklinációs kör. Két részre osztja az égi szférát - keleti és nyugati.

A világ pólusát, amely a horizont felett (a horizont alatt) helyezkedik el, a világ emelkedett (süllyesztett) pólusának nevezik. A világ emelkedett pólusának neve mindig azonos a hely szélességi fokának nevével.

A világ tengelye a valódi horizont síkjával egyenlő szöget zár be a hely földrajzi szélessége.

A világítótestek helyzetét az égi szférán gömbi koordinátarendszerek segítségével határozzuk meg. A tengerészeti csillagászatban vízszintes és egyenlítői koordinátarendszereket használnak.