Най-високата точка на небесната сфера над главата. Небесна сфера

Точки и линии на небесната сфера - как да намерите алмукантарата, където минава небесният екватор, който е небесният меридиан.

Какво представлява небесната сфера

Небесна сфера- абстрактно понятие, въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. В същото време 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 тази сфера). Въпреки това, за по-лесно възприемане, можем да разгледаме центъра на небесната сфера и центъра на Земята, в това няма грешка. Позициите на звездите, планетите, Слънцето и Луната се прилагат към сферата в позицията, в която те са видими в небето в определен момент от дадена точка от местоположението на наблюдателя.

С други думи, въпреки че наблюдаваме позицията на светилата в небесната сфера, ние, намирайки се на различни места на планетата, постоянно ще виждаме малко по-различна картина, знаейки принципите на "работата" на небесната сфера, гледайки нощно небе, можем лесно да се ориентираме на земята с помощта на проста техника. Познавайки изгледа отгоре в точка А, ще го сравним с изгледа на небето в точка Б и по отклоненията на познатите ориентири можем да разберем къде точно се намираме сега.

Хората отдавна са измислили редица инструменти, за да улеснят нашата задача. Ако се ориентирате по „земния“ глобус просто с помощта на географската ширина и дължина, тогава редица подобни елементи – точки и линии, са предвидени и за „небесния“ глобус – небесната сфера.

Небесна сфера и позиция 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 вертикалата 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: надхоризонтално полукълбокъдето се намира зенитът, и субхоризонтално полукълбо, в който се намира надирът.

Ос на света (Земна 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. Полюсите на света са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Полюсът на света, разположен в 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 Северното полукълбо, в който се намира Северният полюс на света, и южно полукълбокъдето се намира Южният полюс на света.

Или меридианът на наблюдателя - 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.

Точки север и юг- точки 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 Ю. Точките на изток и запад са точките на пресичане 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 обяд, защото по обяд, местно истинско слънчево време, сянката от вертикалния полюс съвпада с тази линия, тоест с истинския меридиан на тази точка.

Пресечни точки на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича точка на юг от небесния екватор, а най-близката до северната точка на хоризонта точка е точка на север от небесния екватор.

Вертикални осветителни тела

Вертикални осветителни тела, 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 , - голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на света и светилото.

Малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на небесния екватор. Видимото дневно движение на светилата става по дневните паралели.

Светила на Алмукантарат

Светила на Алмукантарат- малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на истинския хоризонт.

Всички елементи на небесната сфера, отбелязани по-горе, се използват активно за решаване на практически проблеми с ориентация в космоса и определяне на положението на звездите. В зависимост от целите 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 светилото върху небесната сфера се определя от две ъглови стойности, 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 е наблюдателят. Небесните тела се проектират върху небесна сфера.

Поради малкия размер на Земята, в сравнение с разстоянията до звездите, наблюдателите, разположени на различни места на земната повърхност, могат да се считат за намиращи се в центъра на небесната сфера. Всъщност в природата не съществува материална сфера около Земята. Небесните тела се движат в безкрайното пространство на света на различни разстояния от Земята. Тези разстояния са невъобразимо големи, нашето зрение не е в състояние да ги оцени, следователно за човек всички небесни тела изглеждат еднакво отдалечени.

През годината Слънцето описва голям кръг на фона на звездното небе. Годишният път на Слънцето в небесната сфера се нарича еклиптика. Преместване напречно еклиптика. Слънцето пресича небесния екватор два пъти в равноденствията. Това се случва на 21 март и 23 септември.

Точката на небесната сфера, която остава неподвижна по време на ежедневното движение на звездите, условно се нарича северен небесен полюс. Противоположната точка на небесната сфера се нарича южен небесен полюс. Жителите на северното полукълбо не го виждат, защото е под хоризонта. Отвес, минаващ през наблюдателя, пресича небето над него в зенита 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 полюс на света се намира Северна точка, неговата диаметрално противоположна точка - южна точка. Източна и Западна точкалежат на линията на хоризонта и са на 90° разстояние от северната и южната точка.

Равнината, минаваща през центъра на сферата, перпендикулярна на оста на света, образува равнина на небесния екваторуспоредна на равнината на земния екватор. Равнината на небесния меридиан минава през полюсите на света, точките на север и юг, зенит и надир.

Небесни координати

Нарича се координатната система, в която се прави отправна точка от равнината на екватора екваториален. Ъгловото разстояние на звездата от небесния екватор се нарича , което варира от -90 ° до + 90 °. деклинациясчитан за положителен на север от екватора и отрицателен на юг. той се измерва с ъгъла между равнините на големи кръгове, единият от които минава през полюсите на света и даденото 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, отиващи към обекта от точката на наблюдение. Ъгловото разстояние на звездата от хоризонта се нарича височина на звездата над хоризонта. Положението на слънцето спрямо страните на хоризонта се нарича азимут. Обратното броене е от юг по часовниковата стрелка. Азимута височината на звездата над хоризонта се измерва с теодолит. В ъглови единици се 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 преминаването на светилата през небесния меридиан се наричат ​​кулминации. Долната кулминация е преминаването на светилата през северната половина на небесния меридиан. Феноменът на преминаването на светилото на южната половина на небесния меридиан се нарича горна кулминация. Моментът на горната кулминация на центъра на Слънцето се нарича истински пладне, а моментът на долната кулминация се нарича истинска полунощ. Интервалът от време между кулминациите - половин ден.

За незалязващите осветителни тела и двете кулминации са видими над хоризонта, за възходящ и залязващ долна кулминациясреща се под хоризонта, под северната точка. Всяка звезда кулминирав 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 височината си
които те кулминират.

Всички небесни тела са на необичайно големи и много различни разстояния от нас. Но за нас те изглеждат еднакво отдалечени и сякаш разположени на определена сфера. При решаването на практически задачи в авиационната астрономия е важно да се знае не разстоянието до звездите, а тяхното положение върху небесната сфера в момента на наблюдение.

Небесната сфера е въображаема сфера с безкрайно голям радиус, чийто център е наблюдателят. При разглеждане на небесната сфера нейният център се комбинира с окото на наблюдателя. Размерите на Земята се пренебрегват, така че центърът на небесната сфера често се комбинира и с центъра на Земята. Светилата се нанасят върху сферата в такава позиция, в която са видими в небето в определен момент от дадена точка на местоположението на наблюдателя.

Небесната сфера има редица характерни точки, линии и кръгове. На фиг. 1.1 кръг с произволен радиус изобразява небесна сфера, в центъра на която, обозначена с точка O, се намира наблюдателят. Помислете за основните елементи на небесната сфера.

Вертикалът на наблюдателя е права линия, минаваща през центъра на небесната сфера и съвпадаща с посоката на отвеса в точката на наблюдателя. Зенит Z - точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, разположена над главата на наблюдателя. Надир Z" - точката на пресичане на вертикала на наблюдателя с небесната сфера, противоположна на зенита.

Истинският хоризонт С И ЮЗ З е голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на вертикала на наблюдателя. Истинският хоризонт разделя небесната сфера на две части: надхоризонтното полукълбо, в което се намира зенитът, и подхоризонтното полукълбо, в което се намира надирът.

Оста на света PP” е права линия, около която се извършва видимото дневно въртене на небесната сфера.

Ориз. 1.1. Основни точки, прави и окръжности 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.

Полюсите на света са точките на пресичане на оста на света с небесната сфера. Небесният полюс, разположен в съзвездието Малка мечка, се нарича Северен небесен полюс R, а противоположният полюс се нарича Южен R.

Небесният екватор е голям кръг върху небесната сфера, чиято равнина е перпендикулярна на оста на света. Равнината на небесния екватор разделя небесната сфера на северното полукълбо, в което се намира Северният полюс на света, и южното полукълбо, в което се намира Южният полюс на света.

Небесният меридиан или меридианът на наблюдателя е голям кръг върху небесната сфера, преминаващ през полюсите на света, зенит и надир. Тя съвпада с равнината на земния меридиан на наблюдателя и разделя небесната сфера на източното и западното полукълбо.

Северната и южната точка са пресечните точки 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 Ю. Точките на изток и запад са точките на пресичане 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 обяд, защото по обяд, местно истинско слънчево време, сянката от вертикалния полюс съвпада с тази линия, тоест с истинския меридиан на тази точка.

Южната и северната точка на небесния екватор са точките на пресичане на небесния меридиан с небесния екватор. Точката, която е най-близо до южната точка на хоризонта, се нарича южна точка на небесния екватор, а точката, най-близка до северната точка на хоризонта, се нарича северна точка

Вертикалът на светилото или кръгът на височината е голям кръг на небесната сфера, минаващ през зенита, надира и светилото. Първият вертикал е вертикалът, минаващ през точките на изток и запад.

Кръгът на деклинацията, или часовият кръг на светилото, PMP е голям кръг на небесната сфера, преминаващ през полюсите на миоа и светилото.

Дневният паралел на светилото е малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на небесния екватор. Видимото дневно движение на светилата става по дневните паралели.

Алмукантарат на светилото AMAG - малък кръг върху небесната сфера, начертан през светилото успоредно на равнината на истинския хоризонт.

Разглежданите елементи на небесната сфера намират широко приложение в авиационната астрономия.