Punkte und Linien der Himmelssphäre – wie man das Almucantarat findet, wo der Himmelsäquator verläuft, der der Himmelsmeridian ist.
Was ist die Himmelssphäre?
Himmelssphäre — abstraktes Konzept, eine imaginäre Kugel mit unendlichem Radius, deren Mittelpunkt der Beobachter ist. In diesem Fall befindet sich das Zentrum der Himmelskugel sozusagen auf Augenhöhe des Betrachters (mit anderen Worten: Alles, was Sie von Horizont zu Horizont über Ihrem Kopf sehen, 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. Auf der Kugel werden die Positionen von Sternen, Planeten, Sonne und Mond an der Position aufgetragen, an der sie zu einem bestimmten Zeitpunkt von einem bestimmten Standort des Beobachters aus am Himmel sichtbar sind.
Mit anderen Worten: Obwohl wir die Position der Sterne auf 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 „Funktionsweise“ der Himmelssphäre kennen, indem wir sie betrachten Im Nachthimmel können wir uns mit einfacher Technik leicht zurechtfinden. Wenn 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 erkennen, wo wir uns jetzt genau befinden.
Längst hat man sich eine Reihe von Hilfsmitteln ausgedacht, die uns die Aufgabe erleichtern. Navigiert man auf dem „erdlichen“ Globus lediglich anhand der Breiten- und Längengrade, so stehen auch für den „Himmelsglobus“, die Himmelssphäre, eine ganze Reihe ähnlicher Elemente – Punkte und Linien – zur Verfügung.
Die Himmelssphäre und die 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: Hemisphäre über dem Horizont, an dem sich der Zenit befindet, und subhorizontale Halbkugel, in dem sich der Nadir befindet.
Axis mundi ( 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 Himmelspole sind die Schnittpunkte der Weltachse mit der Himmelssphäre. Der Himmelspol, der sich im Bereich des Sternbildes 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 befindet, und südlichen Hemisphäre, wo sich der Südpol befindet.
Oder der Meridian des Beobachters ist ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Pole der Welt, Zenit und Nadir, verläuft. Es fällt mit der Ebene des irdischen Meridians des Beobachters zusammen und teilt die Himmelssphäre in östlich Und westliche Hemisphäre.
Nord- und Südpunkte- der Schnittpunkt 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 S genannt. Die Punkte im Osten und Westen sind die Punkte von Schnittpunkt 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 gemäß der örtlichen wahren Sonnenzeit der Schatten eines vertikalen Pols mit dieser Linie, d. h. mit dem wahren Meridian eines bestimmten Punktes, zusammenfällt.
Die Schnittpunkte des Himmelsmeridians mit dem Himmelsäquator. Der Punkt, der dem südlichen Punkt des Horizonts am nächsten liegt, wird aufgerufen Südpunkt des Himmelsäquators, und der Punkt, der am nächsten liegt nördlicher Punkt Horizont, - Nordpunkt des Himmelsäquators.
Vertikal der Leuchte
Vertikal der Leuchte, oder Höhenkreis, - ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch Zenit, Nadir und Himmelskörper verläuft. Die erste Vertikale ist die Vertikale, die durch die Punkte Ost und West verläuft.
Deklinationskreis, oder , ist ein großer Kreis auf der Himmelskugel, der durch die Pole der Welt und des Himmelskörpers verläuft.
Ein kleiner Kreis auf der Himmelskugel, der durch eine Leuchte parallel zur Ebene des Himmelsäquators gezogen wird. Die scheinbare tägliche Bewegung der Leuchten erfolgt entlang täglicher Parallelen.
Almucantarat-Koryphäen
Almucantarat-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 von Leuchten zu lösen. Je nach Einsatzzweck 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 Sterns auf der Himmelskugel durch zwei Winkelgrößen bestimmt, genauso wie die Position von Punkten auf der Erdoberfläche anhand der Breiten- und Längengrade bestimmt wird.
Die Himmelskugel ist eine imaginäre Kugeloberfläche mit beliebigem Radius, in deren Mittelpunkt sich der Beobachter befindet. Es werden Himmelskörper projiziert Himmelssphäre.
Aufgrund der geringen Größe der Erde im Vergleich zu den Entfernungen zu den Sternen befinden sich Beobachter an verschiedenen Orten Erdoberfläche, kann als in angesehen werden Zentrum der Himmelssphäre. In Wirklichkeit gibt es in der Natur keine materielle Sphäre, die die Erde umgibt. Himmelskörper bewegen sich im grenzenlosen kosmischen Raum in sehr unterschiedlichen Abständen von der Erde. Diese Entfernungen sind unvorstellbar groß, unser Sehvermögen ist nicht in der Lage, sie einzuschätzen, daher erscheinen dem Menschen alle Himmelskörper gleich weit entfernt.
Im Laufe eines Jahres beschreibt die Sonne einen großen Kreis vor dem Hintergrund des Sternenhimmels. Der jährliche Weg der Sonne durch die Himmelssphäre wird Ekliptik genannt. Sich bewegen Ekliptik. An den Äquinoktialpunkten überquert die Sonne den Himmelsäquator zweimal. Dies geschieht am 21. März und 23. September.
Konventionell wird ein Punkt auf der Himmelssphäre genannt, der während der täglichen Bewegung der Sterne bewegungslos bleibt Nordpol Frieden. Der gegenüberliegende Punkt der Himmelssphäre wird genannt Südpol Frieden. Bewohner nördliche Hemisphäre Sie sehen es nicht, weil es unter dem Horizont liegt. Eine durch den Beobachter verlaufende Lotlinie schneidet den Himmel darüber im Zenit und am diametral gegenüberliegenden Punkt, dem sogenannten Nadir.
Die scheinbare Rotationsachse der Himmelskugel, die beide Pole der Welt verbindet und durch den Beobachter verläuft, wird Weltachse genannt. Am Horizont unterhalb liegt der Himmelsnordpol Nordpunkt, der ihm diametral gegenüberliegende Punkt ist Südspitze. Ost- und Westpunkte liegen am Horizont und sind 90° vom Nord- und Südpunkt entfernt.
Es entsteht eine Ebene, die senkrecht zur Weltachse durch den Mittelpunkt der Kugel verläuft Himmelsäquatorebene, parallel zur EbeneÄquator der Erde. Die Ebene des Himmelsmeridians verläuft durch die Pole der Welt, die Punkte Nord und Süd, Zenit und Nadir.
Himmelskoordinaten
Ein Koordinatensystem, bei dem der Bezug von der Äquatorialebene aus erfolgt, heißt Äquatorial. Man nennt den Winkelabstand des Sterns vom Himmelsäquator, der zwischen -90° und +90° variiert. Deklination nördlich des Äquators als positiv und südlich als negativ angesehen. wird durch den Winkel zwischen den Ebenen großer Kreise gemessen, von denen einer durch die Pole der Welt und eine bestimmte Leuchte verläuft, der zweite durch die Pole der Welt und den auf dem Äquator liegenden Frühlingspunkt der Tagundnachtgleiche.
Horizontale Koordinaten
Der Winkelabstand ist der Abstand zwischen Objekten am Himmel, gemessen anhand des Winkels, den die Strahlen bilden, die vom Beobachtungspunkt auf das Objekt treffen. Der Winkelabstand des Sterns vom Horizont wird als Höhe des Sterns über dem Horizont bezeichnet. Die Position der Leuchte relativ zu den Seiten des Horizonts wird als Azimut bezeichnet. Gezählt wird von Süden im Uhrzeigersinn. Azimut und die Höhe des Sterns über dem Horizont wird mit einem Theodoliten gemessen. Winkeleinheiten geben nicht nur die Abstände zwischen Himmelsobjekten an, sondern auch die Größe der Objekte selbst. Der Winkelabstand des Himmelspols vom Horizont entspricht der geografischen Breite des Gebiets.
Die Höhe der Leuchten am Höhepunkt
Die Phänomene des Durchgangs von Leuchten durch den Himmelsmeridian werden Höhepunkte genannt. Der untere Höhepunkt ist der Durchgang von Leuchten durch die nördliche Hälfte des Himmelsmeridians. Das Phänomen, dass ein Stern die südliche Hälfte des Himmelsmeridians durchquert, wird als oberer Höhepunkt bezeichnet. Der Moment des oberen Höhepunkts des Sonnenzentrums wird wahrer Mittag genannt, und der Moment des unteren Höhepunkts wird wahre Mitternacht genannt. Das Zeitintervall zwischen den Höhepunkten - einen halben Tag.
Bei nicht untergehenden Leuchten sind beide Höhepunkte über dem Horizont sichtbar, bei aufgehenden und untergehenden unterer Höhepunkt findet unterhalb des Horizonts statt, unterhalb des Nordpunktes. Jeder Stern gipfelt in einem bestimmten Gebiet immer auf der gleichen Höhe über dem Horizont, da sich sein Winkelabstand vom Himmelspol und vom Himmelsäquator nicht ändert. Sonne und Mond ändern ihre Höhe um
die sie gipfeln.
Herkunft
Wort Zenit entstand aus einer ungenauen Lesart des arabischen Ausdrucks سمت الرأس ( Samt ar-ra's), was „Richtung zum Kopf“ oder „Weg über dem Kopf“ bedeutet. Im Mittelalter, im 14. Jahrhundert, gelangte dieses Wort über das Lateinische und möglicherweise auch über das Altspanische nach Europa. Es wurde auf verkürzt samt("Richtung") - samt und mit Rechtschreibfehlern umgewandelt in senite - senit. Über altfranzösisches und mittelenglisches Wort senite im 17. Jahrhundert schließlich in umgewandelt modernes Wort Zenit .
Relevanz und Nutzen
Der Begriff „Zenit“ wird in folgenden wissenschaftlichen Zusammenhängen verwendet:
- Sie dient als Messrichtung Zenitwinkel, welches ist Winkelabstand zwischen der Richtung zum für uns interessanten Objekt (zum Beispiel zu einem Stern) und dem lokalen Zenit relativ zu dem Punkt, für den der Zenit bestimmt wird.
- Sie definiert eine der Achsen des horizontalen Koordinatensystems in der Astronomie.
Somit ist es mit den Konzepten der Elemente der Himmelssphäre verbunden – einem Lot und einem Kreis in der Höhe des Himmelskörpers.
Genau genommen ist es nur der Zenit etwa mit der lokalen Ebene des Meridians verbunden, da dieser durch die Rotationseigenschaften des Himmelskörpers und nicht durch dessen Rotationseigenschaften definiert wird Schwerkraftfeld. Sie fallen nur für einen idealen symmetrischen Rotationskörper zusammen. Bei der Erde hat die Rotationsachse keine feste Position (z. B. aufgrund der ständigen Bewegungen des Meerwassers und anderer Wasserressourcen), und die lokale vertikale Richtung, die durch das Schwerefeld bestimmt wird, ändert selbst im Laufe der Zeit ihre Richtung (z (beispielsweise aufgrund von Mond- und Sonnengezeiten und Ebbe).
Manchmal der Begriff Zenit beziehen auf höchster Punkt, erreicht Himmelskörper(Sonne, Mond usw.) während seiner scheinbaren Umlaufbewegung relativ zu einem bestimmten Beobachtungspunkt. Das Great Astronomical Dictionary gibt jedoch die folgende Definition des Zenits:
Der Punkt auf der Himmelskugel, der sich direkt über dem Kopf des Beobachters befindet. Der astronomische Zenit wird formal als Schnittpunkt definiert Senklot mit der Himmelssphäre. Der geozentrische Zenit ist der Schnittpunkt einer Linie, die vom Erdmittelpunkt durch den Punkt der Beobachterposition verläuft, mit der Himmelssphäre. Der geodätische Zenit liegt auf einer Normalen zum geodätischen Ellipsoid oder Sphäroid am Standort des Beobachters.
B. auf die Sonne angewendet, kann der Zenit daher nur in niedrigen Breiten erreicht werden.
