1 tačka nebeske sfere iznad glave posmatrača. Nebeska sfera njeni glavni elementi: tačke, linije, ravni

Sva nebeska tijela su na neobično velikim i vrlo različitim udaljenostima od nas. Ali nama se čine da su podjednako udaljeni i kao da se nalaze na određenoj sferi. Prilikom rješavanja praktičnih zadataka u zrakoplovnoj astronomiji važno je znati ne udaljenost do svjetiljki, već njihov položaj na nebeskoj sferi u trenutku posmatranja.

Nebeska sfera je zamišljena sfera beskonačno velikog radijusa, čiji je centar posmatrač. Kada se posmatra nebeska sfera, njen centar se kombinuje sa okom posmatrača. Zanemaruju se dimenzije Zemlje, pa se centar nebeske sfere često kombinuje i sa centrom Zemlje. Svetiljke se nanose na sferu u takvoj poziciji u kojoj su vidljive na nebu u nekom trenutku sa određene tačke lokacije posmatrača.

Nebeska sfera ima niz karakterističnih tačaka, linija i krugova. Na sl. 1.1, krug proizvoljnog radijusa prikazuje nebesku sferu, u čijem središtu se, označenom tačkom O, nalazi posmatrač. Razmotrite glavne elemente nebeske sfere.

Vertikala posmatrača je prava linija koja prolazi kroz centar nebeske sfere i poklapa se sa pravcem viska u tački posmatrača. Zenit Z - tačka preseka vertikale posmatrača sa nebeskom sferom, koja se nalazi iznad glave posmatrača. Nadir Z" - tačka preseka posmatračeve vertikale sa nebeskom sferom, nasuprot zenitu.

Pravi horizont N E SW W je veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravan okomita na vertikalu posmatrača. Pravi horizont deli nebesku sferu na dva dela: hemisferu iznad horizonta, u kojoj se nalazi zenit, i podhorizontsku hemisferu, u kojoj se nalazi nadir.

Osa sveta PP" je prava linija oko koje se odvija vidljiva dnevna rotacija nebeske sfere.

Rice. 1.1. Osnovne tačke, linije i kružnice na nebeskoj sferi

Osa sveta je paralelna sa osom rotacije Zemlje, a za posmatrača koji se nalazi na jednom od polova Zemlje, poklapa se sa osom rotacije Zemlje. Prividna dnevna rotacija nebeske sfere je odraz stvarne dnevne rotacije Zemlje oko svoje ose.

Polovi sveta su tačke preseka ose sveta sa nebeskom sferom. Nebeski pol, koji se nalazi u sazviježđu Malog medvjeda, naziva se Sjeverni nebeski pol R, a suprotni pol se zove Južni R.

Nebeski ekvator je veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravan okomita na os svijeta. Ravan nebeskog ekvatora dijeli nebesku sferu na sjevernu hemisferu, u kojoj se nalazi sjeverni pol svijeta, i južnu hemisferu, u kojoj se nalazi južni pol svijeta.

Nebeski meridijan ili meridijan posmatrača je veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta, zenit i nadir. Poklapa se sa ravninom zemaljskog meridijana posmatrača i deli nebesku sferu na istočnu i zapadnu hemisferu.

Sjeverna i južna tačka su tačke preseka nebeskog meridijana sa pravim horizontom. Tačka najbliža sjevernom polu svijeta naziva se sjeverna tačka pravog horizonta C, a tačka najbliža južnom polu svijeta naziva se južna tačka Yu. Tačke istoka i zapada su tačke sjecišta nebeskog ekvatora sa pravim horizontom.

Podnevna linija - prava linija u ravni pravog horizonta, koja povezuje tačke sjevera i juga. Ova linija se zove podne jer se u podne, po lokalnom pravom solarnom vremenu, senka sa vertikalnog pola poklapa sa ovom linijom, odnosno sa pravim meridijanom ove tačke.

Južna i sjeverna tačka nebeskog ekvatora su tačke preseka nebeskog meridijana sa nebeskim ekvatorom. Tačka najbliža južnoj tački horizonta naziva se južna tačka nebeskog ekvatora, a tačka najbliža sjevernoj tački horizonta naziva se sjeverna tačka

Vertikala svjetiljke, ili kružnica visine, je veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz zenit, nadir i luminar. Prva vertikala je vertikala koja prolazi kroz tačke istoka i zapada.

Krug deklinacije, ili satni krug svjetiljke, PMP je veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove mioe i svjetiljke.

Dnevna paralela svjetiljke je mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svjetiljku paralelno sa ravninom nebeskog ekvatora. Vidljivo dnevno kretanje svjetiljki događa se duž dnevnih paralela.

Almukantarat svjetiljke AMAG - mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svjetiljku paralelno sa ravninom pravog horizonta.

Razmatrani elementi nebeske sfere se široko koriste u avio astronomiji.

Tačka na nebu koja leži prema gore, u pravcu viska, na svakom mjestu na površini zemlje. U astronomiji, pored ovog geografskog Z., postoji i geocentrični ... Enciklopedijski rečnik Brockhausa i Efrona

Tačke i linije nebeske sfere - kako pronaći almucantarat gdje prolazi nebeski ekvator, a to je nebeski meridijan.

Šta je nebeska sfera

Nebeska sfera- apstraktni koncept, zamišljena sfera beskonačno velikog radijusa, čiji je centar posmatrač. Istovremeno, centar nebeske sfere je, takoreći, na nivou očiju posmatrača (drugim rečima, sve što vidite iznad svoje glave od horizonta do horizonta je upravo ova sfera). Međutim, radi lakše percepcije, možemo uzeti u obzir centar nebeske sfere i centar Zemlje, u tome nema greške. Položaji zvijezda, planeta, Sunca i Mjeseca iscrtani su na sferi u poziciji u kojoj su vidljivi na nebu u određenom trenutku sa određene tačke na kojoj se nalazi posmatrač.

Drugim riječima, iako posmatrajući položaj svjetiljki u nebeskoj sferi, mi, nalazeći se na različitim mjestima na planeti, stalno ćemo vidjeti nešto drugačiju sliku, poznavajući principe „rada“ nebeske sfere, gledajući u noćnog neba, lako se možemo orijentirati na tlu koristeći jednostavnu tehniku. Poznavajući pogled iznad glave u tački A, upoređujemo ga c sa pogledom na nebo u tački B i po odstupanjima poznatih orijentira možemo shvatiti gdje se trenutno nalazimo.

Ljudi su odavno smislili brojne alate kako bi nam olakšali zadatak. Ako se krećete po "zemaljskom" globusu jednostavno uz pomoć geografske širine i dužine, tada je niz sličnih elemenata - tačaka i linija, također predviđen za "nebesku" kuglu - nebesku sferu.

Nebeska sfera i položaj posmatrača. Ako se posmatrač kreće, onda će se kretati cijela sfera koja mu je vidljiva.

Elementi nebeske sfere

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

Vertikala posmatrača

Vertikala posmatrača- prava linija koja prolazi kroz centar nebeske sfere i poklapa se sa pravcem viska u tački posmatrača. Zenith- tačka preseka vertikale posmatrača sa nebeskom sferom, koja se nalazi iznad glave posmatrača. Nadir- tačka preseka vertikale posmatrača sa nebeskom sferom, suprotno od zenita.

Pravi horizont- veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravan okomita na vertikalu posmatrača. Pravi horizont deli nebesku sferu na dva dela: suprahorizontalna hemisfera gdje se nalazi zenit, i subhorizontalna hemisfera, u kojem se nalazi nadir.

Osa sveta (Zemljina osovina)- prava linija oko koje se javlja vidljiva dnevna rotacija nebeske sfere. Osa sveta je paralelna sa osom rotacije Zemlje, a za posmatrača koji se nalazi na jednom od polova Zemlje, poklapa se sa osom rotacije Zemlje. Prividna dnevna rotacija nebeske sfere je odraz stvarne dnevne rotacije Zemlje oko svoje ose. Polovi sveta su tačke preseka ose sveta sa nebeskom sferom. Pol svijeta, koji se nalazi u sazviježđu Malog medvjeda, naziva se sjeverni pol svijeta, a suprotni pol se zove Južni pol.

Veliki krug na nebeskoj sferi, čija je ravan okomita na os svijeta. Ravan nebeskog ekvatora deli nebesku sferu na sjeverna hemisfera, u kojoj se nalazi Sjeverni pol svijeta, i južna hemisfera gde se nalazi Južni pol sveta.

Ili meridijan posmatrača - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta, zenit i nadir. Ona se poklapa sa ravninom zemaljskog meridijana posmatrača i deli nebesku sferu na istočno i zapadna hemisfera.

Ukazuje na sjever i jug- tačke preseka nebeskog meridijana sa pravim horizontom. Tačka najbliža sjevernom polu svijeta naziva se sjeverna tačka pravog horizonta C, a tačka najbliža južnom polu svijeta naziva se južna tačka Yu. Tačke istoka i zapada su tačke sjecišta nebeskog ekvatora sa pravim horizontom.

podnevna linija- prava linija u ravni pravog horizonta, koja povezuje tačke sjevera i juga. Ova linija se zove podne jer se u podne, po lokalnom pravom solarnom vremenu, senka sa vertikalnog pola poklapa sa ovom linijom, odnosno sa pravim meridijanom ove tačke.

Tačke preseka nebeskog meridijana sa nebeskim ekvatorom. Tačka najbliža južnoj tački horizonta naziva se tačka južno od nebeskog ekvatora, a tačka najbliža sjevernoj tački horizonta je tačka severno od nebeskog ekvatora.

Vertikalne svjetiljke

Vertikalne svjetiljke, ili visinski krug, - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz zenit, nadir i luminar. Prva vertikala je vertikala koja prolazi kroz tačke istoka i zapada.

Krug deklinacije, ili , - veliki krug na nebeskoj sferi, koji prolazi kroz polove svijeta i svjetiljka.

Mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svjetiljku paralelno sa ravninom nebeskog ekvatora. Vidljivo dnevno kretanje svjetiljki događa se duž dnevnih paralela.

Almukantarat svjetiljke

Almukantarat svjetiljke- mali krug na nebeskoj sferi, povučen kroz svetiljku paralelno sa ravninom pravog horizonta.

Svi gore navedeni elementi nebeske sfere aktivno se koriste za rješavanje praktičnih problema orijentacije u prostoru i određivanja položaja zvijezda. U zavisnosti od svrhe i uslova merenja, koriste se dva različita sistema. sferne nebeske koordinate.

U jednom sistemu, luminar je orijentisan u odnosu na pravi horizont i naziva se ovaj sistem, au drugom u odnosu na nebeski ekvator i naziva se.

U svakom od ovih sistema, položaj svjetiljke na nebeskoj sferi određen je sa dvije ugaone vrijednosti, kao što se položaj tačaka na površini Zemlje određuje pomoću geografske širine i dužine.

Porijeklo

Riječ zenit dolazi od netačnog čitanja arapskog izraza سمت الرأس ( samt ar-ra's), što znači "smjer prema glavi" ili "put iznad glave". U srednjem veku, tokom 14. veka, ova reč je u Evropu došla preko latinskog, a možda i starog španskog. Skraćeno je na samt("smjer") - samt i sa pravopisnim greškama pretvorenim u senite - senit. Kroz starofrancusku i srednjoenglesku riječ senite konačno pretvorena u modernu riječ u 17. vijeku zenit .

Relevantnost i upotreba

Koncept "zenita" se koristi u sljedećim naučnim kontekstima:

• Služi kao smjer za mjerenje zenit ugao, što je ugaona udaljenost između smjera prema objektu koji nas zanima (na primjer, prema zvijezdi) i lokalnog zenita u odnosu na tačku za koju je zenit određen.
• Definiše jednu od osa horizontalnog koordinatnog sistema u astronomiji.

Dakle, to je povezano s konceptima elemenata nebeske sfere - viska i kruga visine svjetiljke.

Strogo govoreći, zenit je samo otprilike povezan sa lokalnom ravninom meridijana, pošto je potonji definisan u smislu rotacionih karakteristika nebeskog tela, a ne u smislu njegovog gravitacionog polja. Oni se poklapaju samo za idealno simetrično tijelo revolucije. Za Zemlju, os rotacije nema fiksiran položaj (na primjer, zbog stalnih kretanja okeanske vode i drugih vodenih resursa), a lokalni vertikalni smjer, određen kroz polje gravitacije, sam mijenja smjer u vremenu (za na primjer, zbog lunarne i solarne plime i oseke).

Ponekad termin zenit odnosi se na najvišu tačku koju je doseglo nebesko tijelo (Sunce, Mjesec, itd.) u procesu njegovog prividnog orbitalnog kretanja u odnosu na datu tačku posmatranja. Međutim, Veliki astronomski rječnik daje sljedeću definiciju zenita:

Tačka na nebeskoj sferi direktno iznad glave posmatrača. Astronomski zenit je formalno definisan kao presek viska sa nebeskom sferom. Geocentrični zenit - presek sa nebeskom sferom linije koja ide od centra Zemlje kroz tačku položaja posmatrača. Geodetski zenit je na liniji normalnoj na geodetski elipsoid ili sferoid na poziciji posmatrača.

Dakle, u odnosu na, na primjer, Sunce, zenit se može doseći samo na niskim geografskim širinama.

Nebeska sfera je zamišljena sferna površina proizvoljnog poluprečnika, u čijem se središtu nalazi posmatrač. Na njega se projektuju nebeska tijela nebeska sfera.

Zbog male veličine Zemlje, u poređenju sa udaljenostima do zvijezda, posmatrači koji se nalaze na različitim mjestima na zemljinoj površini mogu se smatrati centar nebeske sfere. Zapravo, u prirodi ne postoji materijalna sfera koja okružuje Zemlju. Nebeska tijela se kreću u bezgraničnom prostoru svijeta na različitim udaljenostima od Zemlje. Ove udaljenosti su nezamislivo velike, naš vid ih ne može procijeniti, pa se čovjeku čine da su sva nebeska tijela podjednako udaljena.

Tokom godine Sunce opisuje veliki krug na pozadini zvezdanog neba. Godišnja putanja Sunca u nebeskoj sferi naziva se ekliptika. Kretanje preko ekliptika. Sunce dva puta prelazi nebeski ekvator u vreme ravnodnevice. To se dešava 21. marta i 23. septembra.

Tačka nebeske sfere, koja ostaje nepomična tokom svakodnevnog kretanja zvijezda, uslovno se naziva sjevernim nebeskim polom. Suprotna tačka nebeske sfere naziva se južni nebeski pol. Stanovnici sjeverne hemisfere to ne vide, jer je ispod horizonta. Visak koji prolazi kroz posmatrača prelazi nebo iznad glave u zenitu i u dijametralno suprotnoj tački, koja se zove nadir.

Osa vidljive rotacije nebeske sfere, koja povezuje oba pola svijeta i prolazi kroz posmatrača, naziva se osa svijeta. Na horizontu ispod sjevernog pola svijeta leži sjeverna tačka, njegova dijametralno suprotna tačka - južna tačka. Istočne i Zapadne tačke leže na liniji horizonta i udaljeni su 90° od sjeverne i južne točke.

Formira se ravan koja prolazi središtem sfere okomito na os svijeta ravni nebeskog ekvatora paralelno sa ravninom Zemljinog ekvatora. Ravan nebeskog meridijana prolazi kroz polove svijeta, tačke sjevera i juga, zenit i nadir.

Nebeske koordinate

Koordinatni sistem u kojem se referenca vrši iz ravni ekvatora naziva se ekvatorijalni. Ugaona udaljenost zvijezde od nebeskog ekvatora naziva se , koja varira od -90 ° do + 90 °. deklinacija smatra se pozitivnim sjeverno od ekvatora i negativnim južnom. se mjeri uglom između ravni velikih krugova, od kojih jedan prolazi kroz polove svijeta i date svjetiljke, drugi kroz polove svijeta i tačke proljetne ravnodnevnice koja leži na ekvatoru.

Horizontalne koordinate

Ugaona udaljenost je udaljenost između objekata na nebu, mjerena uglom koji formiraju zraci koji idu do objekta iz tačke posmatranja. Ugaona udaljenost zvijezde od horizonta naziva se visinom zvijezde iznad horizonta. Položaj sunca u odnosu na strane horizonta naziva se azimut. Odbrojavanje je od juga u smjeru kazaljke na satu. Azimut a visina zvijezde iznad horizonta mjeri se teodolitom. U ugaonim jedinicama nisu izražene samo udaljenosti između nebeskih objekata, već i veličine samih objekata. Ugaona udaljenost nebeskog pola od horizonta jednaka je geografskoj širini područja.

Visina svjetiljki na vrhuncu

Pojave prolaska svjetiljki kroz nebeski meridijan nazivaju se vrhunci. Donji vrhunac je prolazak svjetiljki kroz sjevernu polovinu nebeskog meridijana. Fenomen prolaska svjetiljke južne polovine nebeskog meridijana naziva se gornji vrhunac. Trenutak gornje kulminacije centra Sunca naziva se pravo podne, a trenutak donjeg vrhunca naziva se prava ponoć. Vremenski interval između vrhunaca - pola dana.

Za svjetiljke koje ne zalaze, oba vrhunca su vidljiva iznad horizonta, za uspon i zalazak niži vrhunac se dešava ispod horizonta, ispod severne tačke. Svaka zvezda kulminira u datom području je uvijek na istoj visini iznad horizonta, jer se njegova ugaona udaljenost od nebeskog pola i od nebeskog ekvatora ne mijenja. Sunce i mjesec mijenjaju visinu
koje oni kulminirati.