Točke i linije nebeske sfere - kako pronaći almukantarat, gdje prolazi nebeski ekvator, koji je nebeski meridijan.

Što je nebeska sfera

Nebeska sfera — apstraktni pojam, zamišljena kugla beskonačnog radijusa, čije je središte promatrač. U ovom slučaju, središte nebeske sfere je takoreći u razini očiju promatrača (drugim riječima, sve što vidite iznad svoje glave od horizonta do horizonta upravo je ta sfera). Međutim, radi lakše percepcije, možemo uzeti u obzir središte nebeske sfere i središte Zemlje, u tome nema greške. Položaji zvijezda, planeta, Sunca i Mjeseca ucrtani su na sferu u položaju u kojem su vidljivi na nebu u određenom trenutku sa zadane točke položaja promatrača.

Drugim riječima, iako promatrajući položaj zvijezda na nebeskoj sferi, mi, nalazeći se na različitim mjestima na planeti, stalno ćemo vidjeti nešto drugačiju sliku, poznavajući principe “rada” nebeske sfere, promatrajući noćno nebo lako se snalazimo pomoću jednostavne tehnologije. Poznavajući pogled iznad glave u točki A, usporedit ćemo ga s pogledom na nebo u točki B, a po odstupanjima poznatih orijentira moći ćemo shvatiti gdje se točno sada nalazimo.

Ljudi su odavno smislili niz alata koji nam olakšavaju zadatak. Ako se "zemaljskim" globusom krećete jednostavno koristeći zemljopisnu širinu i dužinu, tada je čitav niz sličnih elemenata - točaka i linija - također predviđen za "nebeski" globus - nebesku sferu.

Nebeska sfera i položaj promatrača. Ako se promatrač pomakne, pomaknut će se i cijela njemu vidljiva kugla.

Elementi nebeske sfere

Nebeska sfera ima niz karakterističnih točaka, linija i krugova; razmotrimo glavne elemente nebeske sfere.

Vertikala promatrača

Vertikala promatrača- ravna crta koja prolazi središtem nebeske sfere i podudara se sa smjerom viska u točki promatrača. Zenit- točka presjeka vertikale promatrača s nebeskom sferom, koja se nalazi iznad glave promatrača. Nadir- točka sjecišta vertikale promatrača s nebeskom sferom, nasuprot zenitu.

Pravi horizont- veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravnina okomita na okomicu promatrača. Pravi horizont dijeli nebesku sferu na dva dijela: hemisfera iznad horizonta, na kojem se nalazi zenit, i subhorizontalna hemisfera, u kojem se nalazi nadir.

Axis mundi ( Zemljina os) - ravna crta oko koje se događa vidljiva dnevna rotacija nebeske sfere. Os svijeta paralelna je s osi rotacije Zemlje, a za promatrača koji se nalazi na jednom od polova Zemlje poklapa se s osi rotacije Zemlje. Prividna dnevna rotacija nebeske sfere odraz je stvarne dnevne rotacije Zemlje oko svoje osi. Nebeski polovi su točke presjeka osi svijeta s nebeskom sferom. Nebeski pol, koji se nalazi u području sazviježđa Malog medvjeda, zove se Sjeverni pol svijeta, a suprotni pol zove se Južni pol.

Veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravnina okomita na svjetsku os. Ravnina nebeskog ekvatora dijeli nebesku sferu na sjeverna hemisfera, u kojem se nalazi Sjeverni pol, i Južna polutka, gdje se nalazi Južni pol.

Ili je meridijan promatrača veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta, zenit i nadir. Poklapa se s ravninom zemaljskog meridijana promatrača i dijeli nebesku sferu na istočnjački I Zapadna polutka.

Sjeverne i južne točke- točka sjecišta nebeskog meridijana s pravim horizontom. Točka najbliža sjevernom polu svijeta naziva se sjevernom točkom pravog horizonta C, a točka najbliža južnom polu svijeta naziva se južnom točkom S. Točke istoka i zapada su točke sjecište nebeskog ekvatora s pravim horizontom.

Podnevna linija- ravna crta u ravnini pravog horizonta koja povezuje točke sjevera i juga. Ta se crta naziva podnevna jer se u podne prema lokalnom pravom sunčevom vremenu sjena okomitog pola poklapa s tom linijom, tj. s pravim meridijanom dane točke.

Sječne točke nebeskog meridijana s nebeskim ekvatorom. Točka najbliža južnoj točki horizonta naziva se južna točka nebeskog ekvatora, i točka najbliža sjeverna točka horizont, - sjeverna točka nebeskog ekvatora.

Vertikala svjetiljke

Vertikala svjetiljke, ili visinski krug, - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz zenit, nadir i svjetiljku. Prva vertikala je vertikala koja prolazi točkama istoka i zapada.

Deklinacijski krug, ili , je veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta i svjetiljke.

Mala kružnica na nebeskoj sferi povučena kroz svjetiljku paralelna s ravninom nebeskog ekvatora. Prividno dnevno kretanje svjetlećih tijela događa se duž dnevnih paralela.

Almucantarat svjetiljke

Almucantarat svjetiljke- mali krug na nebeskoj sferi povučen kroz svjetiljku paralelno s ravninom pravog horizonta.

Svi gore navedeni elementi nebeske sfere aktivno se koriste za rješavanje praktičnih problema orijentacije u prostoru i određivanja položaja svjetiljki. Ovisno o namjeni i uvjetima mjerenja koriste se dva različita sustava sferne nebeske koordinate.

U jednom sustavu, svjetiljka je orijentirana u odnosu na pravi horizont i naziva se ovaj sustav, au drugom, u odnosu na nebeski ekvator i naziva se.

U svakom od ovih sustava položaj zvijezde na nebeskoj sferi određen je dvjema kutnim veličinama, kao što se položaj točaka na površini Zemlje određuje pomoću zemljopisne širine i dužine.

Nebeska sfera je zamišljena sferna površina proizvoljnog polumjera u čijem se središtu nalazi promatrač. Nebeska tijela se projiciraju na nebeska sfera.

Zbog male veličine Zemlje, u usporedbi s udaljenostima do zvijezda, promatrači se nalaze na različitim mjestima Zemljina površina, može se smatrati da je u centar nebeske sfere. U stvarnosti u prirodi ne postoji materijalna sfera koja okružuje Zemlju. Nebeska tijela kreću se u bezgraničnom kozmičkom prostoru na vrlo različitim udaljenostima od Zemlje. Te udaljenosti su nezamislivo velike, naš vid ih ne može procijeniti, pa se čovjeku sva nebeska tijela čine jednako udaljena.

Tijekom godine Sunce opiše veliki krug na pozadini zvjezdanog neba. Godišnja putanja Sunca preko nebeske sfere naziva se ekliptika. Kretati se okolo ekliptika. Sunce dva puta prelazi nebeski ekvator u točkama ekvinocija. To se događa 21. ožujka i 23. rujna.

Točka na nebeskoj sferi koja ostaje nepomična tijekom dnevnog kretanja zvijezda konvencionalno se naziva Sjeverni pol mir. Suprotna točka nebeske sfere naziva se Južni pol mir. Stanovnici sjeverna hemisfera ne vide jer je ispod horizonta. Visak koji prolazi kroz promatrača siječe nebo iznad u točki zenita iu dijametralno suprotnoj točki, koja se naziva nadir.

Os prividne rotacije nebeske sfere, koja povezuje oba pola svijeta i prolazi kroz promatrača, naziva se os svijeta. Na horizontu ispod sjevernog nebeskog pola leži sjeverna točka, točka dijametralno suprotna od njega je južna točka. Istočne i Zapadne točke leže na horizontu i nalaze se 90° od sjeverne i južne točke.

Formira se ravnina koja prolazi središtem sfere okomito na os svijeta ravnina nebeskog ekvatora, paralelno s ravninom zemljinog ekvatora. Ravnina nebeskog meridijana prolazi kroz polove svijeta, točke sjevera i juga, zenit i nadir.

Nebeske koordinate

Naziva se koordinatni sustav u kojem je referentna ravnina ekvatorijalna ekvatorijalni. Naziva se kutna udaljenost zvijezde od nebeskog ekvatora, koja varira od -90° do +90°. Deklinacija smatra se pozitivnim sjeverno od ekvatora i negativnim južno. mjeri se kutom između ravnina velikih krugova, od kojih jedan prolazi kroz polove svijeta i određenog svjetiljke, drugi - kroz polove svijeta i točku proljetnog ekvinocija koja leži na ekvatoru.

Horizontalne koordinate

Kutna udaljenost je udaljenost između objekata na nebu, mjerena kutom koji čine zrake koje dolaze na objekt s točke promatranja. Kutna udaljenost zvijezde od horizonta naziva se visina zvijezde iznad horizonta. Položaj svjetiljke u odnosu na strane horizonta naziva se azimut. Brojanje se vrši od juga u smjeru kazaljke na satu. Azimut a visina zvijezde iznad horizonta mjeri se teodolitom. Kutne jedinice izražavaju ne samo udaljenosti između nebeskih tijela, već i veličinu samih objekata. Kutna udaljenost nebeskog pola od horizonta jednaka je geografskoj širini područja.

Visina svjetiljki na vrhuncu

Pojave prolaska svjetlećih tijela kroz nebeski meridijan nazivaju se kulminacije. Donja kulminacija je prolazak svjetiljki kroz sjevernu polovinu nebeskog meridijana. Pojava prolaska svjetiljke kroz južnu polovinu nebeskog meridijana naziva se gornja kulminacija. Trenutak gornje kulminacije središta Sunca naziva se pravo podne, a trenutak donje kulminacije prava ponoć. Vremenski interval između vrhunaca - pola dana.

Za nezalazeća svjetiljka obje su kulminacije vidljive iznad horizonta, za izlazeća i zalazeća niži vrhunac javlja se ispod horizonta, ispod sjeverne točke. Svaka zvijezda kulminira u određenom području uvijek na istoj visini iznad horizonta, jer se njegova kutna udaljenost od nebeskog pola i od nebeskog ekvatora ne mijenja. Sunce i Mjesec mijenjaju visinu za
koje oni kulminirati.

Podrijetlo

Riječ zenit proizlazi iz netočnog čitanja arapskog izraza سمت الرأس ( Samt ar-ra's), što znači "smjer prema glavi" ili "put iznad glave". U srednjem vijeku tijekom 14. stoljeća ova riječ dolazi u Europu preko latinskog i, moguće, preko starog španjolskog. Skraćeno je na samt("smjer") - samt a s pravopisnim pogreškama preobražen u seniti - osjetiti. Preko starofrancuske i srednjoengleske riječi seniti konačno preobražen u 17. stoljeću u moderna riječ zenit .

Relevantnost i upotreba

Koncept "zenita" koristi se u sljedećim znanstvenim kontekstima:

• Služi kao smjer mjerenja zenitnog kuta, koji je kutna udaljenost između smjera prema predmetu koji nas zanima (na primjer, prema zvijezdi) i lokalnog zenita u odnosu na točku za koju je zenit određen.
• Definira jednu od osi horizontalnog koordinatnog sustava u astronomiji.

Tako je povezan s pojmovima elemenata nebeske sfere - viska i kruga visine svjetiljke.

Strogo govoreći, zenit je samo približno povezana s lokalnom ravninom meridijana, budući da je potonji definiran u smislu rotacijskih karakteristika nebeskog tijela, a ne u smislu njegove gravitacijsko polje. Oni se podudaraju samo za idealno simetrično tijelo rotacije. Za Zemlju, os rotacije nema fiksni položaj (na primjer, zbog stalnih kretanja oceanske vode i drugih vodnih resursa), a lokalni okomiti smjer, određen gravitacijskim poljem, sam mijenja smjer tijekom vremena (npr. na primjer, zbog lunarnih i solarnih plime i oseke).

Ponekad pojam zenit odnositi se na najviša točka, postignuto nebesko tijelo(Sunce, Mjesec, itd.) tijekom njegovog prividnog orbitalnog kretanja u odnosu na danu točku promatranja. Međutim, Veliki astronomski rječnik daje sljedeću definiciju zenita:

Točka na nebeskoj sferi koja se nalazi neposredno iznad glave promatrača. Astronomski zenit je formalno definiran kao sjecište visak s nebeskom sferom. Geocentrični zenit je sjecište s nebeskom sferom pravca koji ide iz središta Zemlje kroz točku položaja promatrača. Geodetski zenit nalazi se na pravoj liniji koja je normalna na geodetski elipsoid ili sferoid na mjestu promatrača.

Stoga, kada se primijeni, na primjer, na Sunce, zenit se može postići samo na niskim geografskim širinama.