Точки и линии на небесната сфера - как да намерим алмукантарата, къде минава небесният екватор, кой е небесният меридиан.
Какво е небесната сфера
Небесна сфера — абстрактно понятие, въображаема сфера с безкраен радиус, чийто център е наблюдателят. В този случай центърът на небесната сфера е, така да се каже, на нивото на очите на наблюдателя (с други думи, всичко, което виждате над главата си от хоризонт до хоризонт, е точно тази сфера). Въпреки това, за по-лесно възприятие, можем да считаме центъра на небесната сфера и центъра на Земята; в това няма грешка. Позициите на звездите, планетите, Слънцето и Луната са нанесени върху сферата в позицията, в която те са видими на небето в определен момент от дадена точка на местоположението на наблюдателя.
С други думи, въпреки че наблюдаваме положението на звездите на небесната сфера, ние, намирайки се на различни места на планетата, постоянно ще виждаме малко по-различна картина, знаейки принципите на „работа“ на небесната сфера, като гледаме нощното небе можем лесно да се ориентираме с помощта на проста технология. Познавайки гледката отгоре в точка А, ще я сравним с гледката на небето в точка Б и по отклоненията на познати ориентири ще можем да разберем къде точно се намираме в момента.
Хората отдавна са измислили редица инструменти, за да улеснят задачата ни. Ако навигирате в „земния“ глобус просто като използвате географска ширина и дължина, тогава цяла поредица от подобни елементи – точки и линии – също са предоставени за „небесния“ глобус – небесната сфера.
Небесната сфера и позицията на наблюдателя. Ако наблюдателят се движи, тогава цялата видима за него сфера ще се движи.
Елементи на небесната сфера
Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове; нека разгледаме основните елементи на небесната сфера.
Вертикален наблюдател
Вертикален наблюдател- права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир- точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, противоположна на зенита.
Истински хоризонт- голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикала на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтно полукълбо, в който се намира зенитът, и субхоризонтално полукълбо, в който се намира надирът.
Axis mundi ( Земната ос) - права линия, около която се извършва видимото дневно въртене на небесната сфера. Оста на света е успоредна на оста на въртене на Земята, а за наблюдател, разположен на един от полюсите на Земята, тя съвпада с оста на въртене на Земята. Видимото дневно въртене на небесната сфера е отражение на действителното дневно въртене на Земята около нейната ос. Небесните полюси са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Небесният полюс, разположен в района на съзвездието Малка мечка, се нарича Северен полюссвят, а противоположният полюс се нарича Южен полюс.
Голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на северно полукълбо, в който се намира Северният полюс, и южното полукълбо, където се намира Южният полюс.
Или меридианът на наблюдателя е голям кръг върху небесната сфера, минаващ през полюсите на света, зенит и надир. Тя съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източенИ западното полукълбо.
Северни и южни точки- точката на пресичане на небесния меридиан с истинския хоризонт. Точката, която е най-близо до Северния полюс на света, се нарича северна точка на истинския хоризонт С, а точката, най-близка до Южния полюс на света, се нарича южна точка S. Точките на изток и запад са точките на пресечната точка на небесния екватор с истинския хоризонт.
Обедна линия- права линия в равнината на истинския хоризонт, свързваща точките на север и юг. Тази линия се нарича обедна, защото по обяд според местното истинско слънчево време сянката на вертикален полюс съвпада с тази линия, т.е. с истинския меридиан на дадена точка.
Пресечните точки на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича южната точка на небесния екватор, и точката, която е най-близо до северна точкахоризонт, - северната точка на небесния екватор.
Вертикала на светилото
Вертикала на светилото, или кръг на височината, - голям кръг на небесната сфера, преминаващ през зенита, надира и светилото. Първият вертикал е вертикалът, минаващ през точките на изток и запад.
Склонение кръг, или , е голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на света и светилото.
Малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успореден на равнината на небесния екватор. Видимото дневно движение на светилата се извършва по дневните паралели.
Светила от Алмукантарат
Светила от Алмукантарат- малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото, успоредно на равнината на истинския хоризонт.
Всички горепосочени елементи на небесната сфера се използват активно за решаване на практически проблеми с ориентация в пространството и определяне на позицията на светилата. В зависимост от предназначението и условията на измерване се използват две различни системи сферични небесни координати.
В едната система светилото е ориентирано спрямо истинския хоризонт и се нарича тази система, а в другата спрямо небесния екватор и се нарича.
Във всяка от тези системи позицията на звездата върху небесната сфера се определя от две ъглови величини, точно както позицията на точките на повърхността на Земята се определя с помощта на географската ширина и дължина.
Небесната сфера е въображаема сферична повърхност с произволен радиус, в центъра на която се намира наблюдателят. Небесните тела се проектират върху небесна сфера.
Поради малкия размер на Земята, в сравнение с разстоянията до звездите, наблюдателите се намират на различни места земната повърхност, може да се счита за в център на небесната сфера. В действителност в природата не съществува материална сфера около Земята. Небесните тела се движат в безкрайното космическо пространство на много различни разстояния от Земята. Тези разстояния са невъобразимо големи, нашето зрение не е в състояние да ги оцени, затова на човек всички небесни тела изглеждат еднакво отдалечени.
В течение на една година Слънцето описва голям кръг на фона на звездното небе. Годишният път на Слънцето през небесната сфера се нарича еклиптика. Движейки се еклиптика. Слънцето пресича небесния екватор два пъти в точките на равноденствие. Това се случва на 21 март и 23 септември.
Точка от небесната сфера, която остава неподвижна по време на ежедневното движение на звездите, условно се нарича северен полюсмир. Противоположната точка на небесната сфера се нарича южен полюсмир. Жители северно полукълботе не го виждат, защото е под хоризонта. Отвес, минаващ през наблюдателя, пресича небето отгоре в зенитната точка и в диаметрално противоположната точка, наречена надир.
Оста на видимото въртене на небесната сфера, свързваща двата полюса на света и минаваща през наблюдателя, се нарича ос на света. На хоризонта под северния небесен полюс се намира северна точка, диаметрално противоположната му точка е южна точка. Източна и Западна точкилежат на хоризонта и са на 90° от северната и южната точка.
Образува се равнина, минаваща през центъра на сферата перпендикулярно на оста на света равнина на небесния екватор, успоредна на равнинатаземен екватор. Равнината на небесния меридиан минава през полюсите на света, точките на север и юг, зенит и надир.
Небесни координати
Нарича се координатна система, в която референцията се извършва от екваториалната равнина екваториален. Нарича се ъгловото разстояние на звездата от небесния екватор, което варира от -90° до +90°. Склонениесчитан за положителен на север от екватора и отрицателен на юг.
се измерва с ъгъла между равнините на големи кръгове, единият от които минава през полюсите на света и дадено светило, а вторият - през полюсите на света и точката на пролетното равноденствие, лежаща на екватора.
Хоризонтални координати Ъгловото разстояние е разстоянието между обектите в небето, измерено от ъгъла, образуван от лъчите, идващи към обекта от точката на наблюдение. Ъгловото разстояние на звездата от хоризонта се нарича височина на звездата над хоризонта. Положението на светилото спрямо страните на хоризонта се нарича азимут. Броенето се извършва от юг по посока на часовниковата стрелка.Азимут
а височината на звездата над хоризонта се измерва с теодолит. Ъгловите единици изразяват не само разстоянията между небесните обекти, но и размерите на самите обекти. Ъгловото разстояние на небесния полюс от хоризонта е равно на географската ширина на района.
Височината на осветителните тела в кулминационния момент Явленията при преминаване на светила през небесния меридиан се наричат кулминации. Долната кулминация е преминаването на светилата през северната половина на небесния меридиан. Явлението на светило, преминаващо през южната половина на небесния меридиан, се нарича горна кулминация. Моментът на горната кулминация на центъра на Слънцето се нарича истинско пладне, а моментът на долната кулминация се нарича истинска полунощ. Времевият интервал между кулминациите е.
половин ден За незалязващите светила и двете кулминации се виждат над хоризонта, за изгряващите и залязващитедолна кулминация среща се под хоризонта, под северната точка. Всяка звездакулминира
в дадена област е винаги на една и съща височина над хоризонта, тъй като ъгловото му разстояние от небесния полюс и от небесния екватор не се променя. Слънцето и Луната променят надморската си височина с които те.
кулминират
Произход Словозенит идва от неточно четене на арабския израз سمت الرأس ( Samt ar-ra's ), което означава „посока към главата“ или „пътека над главата“. През Средновековието през 14 век тази дума идва в Европа чрез латински и, вероятно, чрез староиспански. Беше съкратено досамт ("посока") -самт и с правописни грешки, трансформирани в - сенит. Чрез старофренска и средноанглийска дума и с правописни грешки, трансформирани вокончателно трансформиран през 17 век в модерна дума Слово .
Уместност и употреба
Концепцията за "зенит" се използва в следните научни контексти:
- Той служи като посока на измерване зенитен ъгъл, което е ъглово разстояниемежду посоката към обекта, който ни интересува (например към звезда) и локалния зенит спрямо точката, за която се определя зенитът.
- Той определя една от осите на хоризонталната координатна система в астрономията.
Така тя се свързва с понятията за елементите на небесната сфера - отвес и кръг от височината на светилото.
Строго погледнато, зенитът е само приблизителносвързани с локалната равнина на меридиана, тъй като последният се определя от гледна точка на ротационните характеристики на небесното тяло, а не от гледна точка на неговите гравитационно поле. Те съвпадат само за идеално симетрично тяло на въртене. За Земята оста на въртене няма фиксирана позиция (например поради постоянните движения на океанската вода и други водни ресурси), а локалната вертикална посока, определена чрез гравитационното поле, сама променя посоката си с течение на времето (за например поради лунни и слънчеви приливи и отливи).
Понякога терминът Словоотнасят се до най-висока точка, постигнато небесно тяло(Слънце, Луна и т.н.) по време на видимото му орбитално движение спрямо дадена точка на наблюдение. Големият астрономически речник обаче дава следното определение за зенит:
Точката на небесната сфера, разположена точно над главата на наблюдателя. Астрономическият зенит формално се определя като пресечната точка отвесс небесната сфера. Геоцентричният зенит е пресечната точка с небесната сфера на линия, минаваща от центъра на Земята през точката на позицията на наблюдателя. Геодезическият зенит е на линия, нормална към геодезичния елипсоид или сфероид в позицията на наблюдателя.
Така, когато се прилага, например, към Слънцето, зенитът може да бъде достигнат само на ниски географски ширини.
