1 ponto da esfera celeste acima da cabeça do observador. Esfera celeste seus principais elementos: pontos, linhas, planos

Todos os corpos celestes estão a distâncias extraordinariamente grandes e muito diferentes de nós. Mas para nós eles parecem ser igualmente remotos e como se estivessem localizados em uma determinada esfera. Ao resolver problemas práticos em astronomia da aviação, é importante saber não a distância das estrelas, mas sua posição na esfera celeste no momento da observação.

A esfera celeste é uma esfera imaginária de raio infinitamente grande, cujo centro é o observador. Ao considerar a esfera celeste, seu centro é combinado com o olho do observador. As dimensões da Terra são negligenciadas, de modo que o centro da esfera celeste também é frequentemente combinado com o centro da Terra. As luminárias são aplicadas à esfera em uma posição em que são visíveis no céu em algum momento a partir de um determinado ponto da localização do observador.

A esfera celeste tem vários pontos, linhas e círculos característicos. Na fig. 1.1, um círculo de raio arbitrário representa uma esfera celeste, no centro da qual, indicado pelo ponto O, o observador está localizado. Considere os principais elementos da esfera celeste.

A vertical do observador é uma linha reta que passa pelo centro da esfera celeste e coincide com a direção do fio de prumo no ponto do observador. Zênite Z - o ponto de interseção da vertical do observador com a esfera celeste, localizada acima da cabeça do observador. Nadir Z" - o ponto de intersecção da vertical do observador com a esfera celeste, oposta ao zênite.

O verdadeiro horizonte N E SW W é um grande círculo na esfera celeste, cujo plano é perpendicular à vertical do observador. O horizonte verdadeiro divide a esfera celeste em duas partes: o hemisfério acima do horizonte, no qual está localizado o zênite, e o hemisfério subhorizonte, no qual está localizado o nadir.

O eixo do mundo PP" é uma linha reta em torno da qual ocorre a rotação diária visível da esfera celeste.

Arroz. 1.1. Pontos básicos, linhas e círculos na esfera celeste

O eixo do mundo é paralelo ao eixo de rotação da Terra e, para um observador localizado em um dos pólos da Terra, coincide com o eixo de rotação da Terra. A rotação diária aparente da esfera celeste é um reflexo da rotação diária real da Terra em torno de seu eixo.

Os pólos do mundo são os pontos de intersecção do eixo do mundo com a esfera celeste. O pólo celeste, localizado na constelação da Ursa Menor, é chamado de pólo celeste norte R, e o pólo oposto é chamado de sul R.

O equador celeste é um grande círculo na esfera celeste, cujo plano é perpendicular ao eixo do mundo. O plano do equador celeste divide a esfera celeste no hemisfério norte, no qual está localizado o Pólo Norte do Mundo, e no hemisfério sul, no qual está localizado o Pólo Sul do Mundo.

O meridiano celeste, ou o meridiano do observador, é um grande círculo na esfera celeste, passando pelos pólos do mundo, zênite e nadir. Coincide com o plano do meridiano terrestre do observador e divide a esfera celeste nos hemisférios oriental e ocidental.

Os pontos norte e sul são os pontos de interseção do meridiano celeste com o horizonte verdadeiro. O ponto mais próximo do Pólo Norte do mundo é chamado de ponto norte do horizonte verdadeiro C, e o ponto mais próximo do Pólo Sul do mundo é chamado de ponto sul Yu. Os pontos de leste e oeste são os pontos de interseção do equador celeste com o horizonte verdadeiro.

Linha do meio-dia - uma linha reta no plano do horizonte verdadeiro, conectando os pontos do norte e do sul. Essa linha é chamada de meio-dia porque ao meio-dia, horário solar verdadeiro local, a sombra do pólo vertical coincide com essa linha, ou seja, com o meridiano verdadeiro desse ponto.

Os pontos sul e norte do equador celeste são os pontos de intersecção do meridiano celeste com o equador celeste. O ponto mais próximo do ponto sul do horizonte é chamado de ponto sul do equador celeste, e o ponto mais próximo do ponto norte do horizonte é chamado de ponto norte

A vertical do luminar, ou o círculo de altura, é um grande círculo na esfera celeste, passando pelo zênite, nadir e luminar. A primeira vertical é a vertical que passa pelos pontos de leste e oeste.

O círculo de declinação, ou o círculo horário do luminar, PMP é um grande círculo na esfera celeste, passando pelos pólos do myoa e do luminar.

O paralelo diário da luminária é um pequeno círculo na esfera celeste, desenhado através da luminária paralela ao plano do equador celeste. O movimento diário visível das luminárias ocorre ao longo dos paralelos diários.

Almukantarat da luminária AMAG - um pequeno círculo na esfera celeste, desenhado através da luminária paralela ao plano do horizonte verdadeiro.

Os elementos considerados da esfera celeste são amplamente utilizados na astronomia da aviação.

Um ponto no céu deitado para cima, na direção de um fio de prumo, em todos os lugares da superfície da Terra. Na astronomia, além deste Z. geográfico, há também um geocêntrico ... Dicionário Enciclopédico de Brockhaus e Efron

Pontos e linhas da esfera celeste - como encontrar o almucantarat onde passa o equador celeste, que é o meridiano celeste.

O que é a esfera celeste

Esfera celestial- um conceito abstrato, uma esfera imaginária de raio infinitamente grande, cujo centro é o observador. Ao mesmo tempo, o centro da esfera celeste está, por assim dizer, ao nível dos olhos do observador (em outras palavras, tudo o que você vê acima de sua cabeça de horizonte a horizonte é essa mesma esfera). No entanto, para facilitar a percepção, podemos considerar o centro da esfera celeste e o centro da Terra, não há erro nisso. As posições das estrelas, planetas, Sol e Lua são aplicadas à esfera na posição em que são visíveis no céu em um determinado ponto no tempo a partir de um determinado ponto da localização do observador.

Em outras palavras, embora observando a posição dos luminares na esfera celeste, nós, estando em diferentes lugares do planeta, veremos constantemente uma imagem ligeiramente diferente, conhecendo os princípios do "trabalho" da esfera celeste, olhando para o céu noturno, podemos nos orientar facilmente no solo usando uma técnica simples. Conhecendo a vista aérea no ponto A, vamos compará-la com a vista do céu no ponto B e, pelos desvios de pontos de referência familiares, podemos entender exatamente onde estamos agora.

As pessoas há muito tempo vêm com uma série de ferramentas para facilitar nossa tarefa. Se você navegar no globo "terrestre" simplesmente com a ajuda de latitude e longitude, vários elementos semelhantes - pontos e linhas, também serão fornecidos para o globo "celestial" - a esfera celestial.

Esfera celeste e posição do observador. Se o observador se mover, toda a esfera visível para ele se moverá.

Elementos da esfera celeste

A esfera celeste possui uma série de pontos, linhas e círculos característicos, vamos considerar os principais elementos da esfera celeste.

Vertical do observador

Vertical do observador- uma linha reta que passa pelo centro da esfera celeste e coincide com a direção do fio de prumo no ponto do observador. Zênite- o ponto de intersecção da vertical do observador com a esfera celeste, localizada acima da cabeça do observador. Nadir- o ponto de intersecção da vertical do observador com a esfera celeste, oposto ao zênite.

Horizonte verdadeiro- um grande círculo na esfera celeste, cujo plano é perpendicular à vertical do observador. O verdadeiro horizonte divide a esfera celeste em duas partes: hemisfério suprahorizontal onde o zênite está localizado, e hemisfério subhorizontal, em que o nadir está localizado.

Eixo do mundo (eixo da Terra)- uma linha reta em torno da qual ocorre a rotação diária visível da esfera celeste. O eixo do mundo é paralelo ao eixo de rotação da Terra e, para um observador localizado em um dos pólos da Terra, coincide com o eixo de rotação da Terra. A rotação diária aparente da esfera celeste é um reflexo da rotação diária real da Terra em torno de seu eixo. Os pólos do mundo são os pontos de intersecção do eixo do mundo com a esfera celeste. O pólo do mundo, localizado na constelação da Ursa Menor, é chamado Polo Norte mundo, e o pólo oposto é chamado pólo Sul.

Um grande círculo na esfera celeste, cujo plano é perpendicular ao eixo do mundo. O plano do equador celeste divide a esfera celeste em hemisfério norte, onde está localizado o Pólo Norte do Mundo, e hemisfério sul onde está localizado o Pólo Sul do Mundo.

Ou o meridiano do observador - um grande círculo na esfera celeste, passando pelos pólos do mundo, zênite e nadir. Coincide com o plano do meridiano terrestre do observador e divide a esfera celeste em Oriental e hemisfério Ocidental.

Pontos norte e sul- pontos de intersecção do meridiano celeste com o horizonte verdadeiro. O ponto mais próximo do Pólo Norte do mundo é chamado de ponto norte do horizonte verdadeiro C, e o ponto mais próximo do Pólo Sul do mundo é chamado de ponto sul Yu. Os pontos de leste e oeste são os pontos de interseção do equador celeste com o horizonte verdadeiro.

linha do meio-dia- uma linha reta no plano do horizonte verdadeiro, ligando os pontos norte e sul. Essa linha é chamada de meio-dia porque ao meio-dia, horário solar verdadeiro local, a sombra do pólo vertical coincide com essa linha, ou seja, com o meridiano verdadeiro desse ponto.

Pontos de intersecção do meridiano celeste com o equador celeste. O ponto mais próximo do ponto sul do horizonte é chamado ponto ao sul do equador celeste, e o ponto mais próximo do ponto norte do horizonte é ponto ao norte do equador celeste.

Luminárias verticais

Luminárias verticais, ou círculo de altura, - um grande círculo na esfera celeste, passando pelo zênite, nadir e luminar. A primeira vertical é a vertical que passa pelos pontos de leste e oeste.

Círculo de declinação, ou , - um grande círculo na esfera celeste, passando pelos pólos do mundo e do luminar.

Um pequeno círculo na esfera celeste, desenhado através da luminária paralela ao plano do equador celeste. O movimento diário visível das luminárias ocorre ao longo dos paralelos diários.

Luminárias Almukantarat

Luminárias Almukantarat- um pequeno círculo na esfera celeste, desenhado através da luminária paralela ao plano do horizonte verdadeiro.

Todos os elementos da esfera celeste mencionados acima são usados ​​ativamente para resolver problemas práticos de orientação no espaço e determinação da posição das estrelas. Dependendo dos propósitos e condições de medição, dois sistemas diferentes são usados. coordenadas celestes esféricas.

Em um sistema, o luminar é orientado em relação ao horizonte verdadeiro e é chamado este sistema, e no outro, em relação ao equador celeste e é chamado.

Em cada um desses sistemas, a posição da luminária na esfera celeste é determinada por dois valores angulares, assim como a posição dos pontos na superfície da Terra é determinada pela latitude e longitude.

Origem

Palavra zênite veio de uma leitura imprecisa da expressão árabe سمت الرأس ( samt ar-ra), significando "direção para a cabeça" ou "caminho acima". Na Idade Média, durante o século XIV, esta palavra chegou à Europa através do latim e possivelmente através do espanhol antigo. Foi encurtado para samt("direção") - samt e com erros de ortografia transformados em senite - enviar. Através da palavra do francês antigo e do inglês médio senite finalmente se transformou em uma palavra moderna no século 17 zênite .

Relevância e uso

O conceito de "zênite" é usado nos seguintes contextos científicos:

• Ele serve como uma direção para medir ângulo zenital, que é a distância angular entre a direção do objeto de interesse para nós (por exemplo, uma estrela) e o zênite local em relação ao ponto para o qual o zênite é determinado.
• Ele define um dos eixos do sistema de coordenadas horizontal em astronomia.

Assim, está conectado com os conceitos dos elementos da esfera celeste - uma linha de prumo e um círculo da altura da luminária.

Estritamente falando, o zênite é apenas aproximadamente associado ao plano local do meridiano, já que este é definido em função das características rotacionais do corpo celeste, e não em função do seu campo gravitacional. Eles coincidem apenas para um corpo de revolução simétrico ideal. Para a Terra, o eixo de rotação não tem uma posição fixa (por exemplo, devido aos movimentos constantes da água do oceano e de outros recursos hídricos), e a direção vertical local, determinada através do campo gravitacional, muda de direção no tempo (por por exemplo, devido às marés e vazantes lunares e solares).

Às vezes o termo zênite refere-se ao ponto mais alto alcançado por um corpo celeste (Sol, Lua, etc.) no processo de seu movimento orbital aparente em relação a um determinado ponto de observação. No entanto, o Grande Dicionário Astronômico dá a seguinte definição de zênite:

Um ponto na esfera celeste diretamente acima da cabeça do observador. O zênite astronômico é formalmente definido como a interseção de um fio de prumo com a esfera celeste. Zênite geocêntrico - a interseção com a esfera celeste de uma linha que vai do centro da Terra até a posição do observador. O zênite geodésico está em uma linha normal ao elipsóide ou esferóide geodésico na posição do observador.

Assim, em relação, por exemplo, ao Sol, o zênite só pode ser alcançado em baixas latitudes.

A esfera celeste é uma superfície esférica imaginária de raio arbitrário, no centro da qual está o observador. Os corpos celestes são projetados esfera celestial.

Devido ao pequeno tamanho da Terra, em comparação com as distâncias das estrelas, observadores localizados em diferentes lugares da superfície terrestre podem ser considerados como estando em o centro da esfera celeste. De fato, nenhuma esfera material ao redor da Terra existe na natureza. Os corpos celestes se movem no espaço sem limites do mundo a várias distâncias da Terra. Essas distâncias são inimaginavelmente grandes, nossa visão não é capaz de avaliá-las, portanto, para uma pessoa, todos os corpos celestes parecem estar igualmente distantes.

Durante o ano, o Sol descreve um grande círculo contra o fundo do céu estrelado. A trajetória anual do Sol na esfera celeste é chamada de eclíptica. Movendo-se através eclíptica. O sol cruza o equador celeste duas vezes nos equinócios. Isso acontece nos dias 21 de março e 23 de setembro.

O ponto da esfera celeste, que permanece imóvel durante o movimento diário das estrelas, é convencionalmente chamado de pólo celeste norte. O ponto oposto da esfera celeste é chamado de pólo celeste sul. Os moradores do hemisfério norte não o veem, pois está abaixo do horizonte. Um fio de prumo passando pelo observador cruza o céu no zênite e no ponto diametralmente oposto, chamado de nadir.

O eixo de rotação visível da esfera celeste, conectando os dois pólos do mundo e passando pelo observador, é chamado de eixo do mundo. No horizonte abaixo do pólo norte do mundo está ponto Norte, seu ponto diametralmente oposto - ponto sul. Pontos Leste e Oeste situam-se na linha do horizonte e estão a 90° dos pontos norte e sul.

O plano que passa pelo centro da esfera perpendicular ao eixo do mundo forma plano do equador celeste paralelo ao plano do equador da Terra. O plano do meridiano celeste passa pelos pólos do mundo, pontos de norte e sul, zênite e nadir.

Coordenadas celestes

O sistema de coordenadas no qual a referência é feita a partir do plano do equador é chamado equatorial. A distância angular da estrela do equador celeste é chamada de , que varia de -90 ° a + 90 °. declinação considerado positivo ao norte do equador e negativo ao sul. é medido pelo ângulo entre os planos dos grandes círculos, um dos quais passa pelos pólos do mundo e o luminar dado, o segundo pelos pólos do mundo e o ponto do equinócio vernal situado no equador.

Coordenadas horizontais

A distância angular é a distância entre objetos no céu, medida pelo ângulo que é formado pelos raios que vão para o objeto a partir do ponto de observação. A distância angular da estrela ao horizonte é chamada de altura da estrela acima do horizonte. A posição do sol em relação aos lados do horizonte é chamada de azimute. A contagem regressiva é do sul no sentido horário. Azimute e a altura da estrela acima do horizonte é medida com um teodolito. Em unidades angulares, não são expressas apenas as distâncias entre os objetos celestes, mas também os tamanhos dos próprios objetos. A distância angular do pólo celeste ao horizonte é igual à latitude geográfica da área.

A altura das luminárias no clímax

Os fenômenos da passagem de luminares pelo meridiano celeste são chamados de clímax. O clímax inferior é a passagem dos luminares pela metade norte do meridiano celeste. O fenômeno da passagem do luminar da metade sul do meridiano celeste é chamado de clímax superior. O momento da culminação superior do centro do Sol é chamado de meio-dia verdadeiro, e o momento do clímax inferior é chamado de meia-noite verdadeira. O intervalo de tempo entre os clímax - metade do dia.

Para luminárias sem configuração, ambos os clímax são visíveis acima do horizonte, para ascensão e definição clímax mais baixo ocorre abaixo do horizonte, abaixo do ponto norte. Cada estrela culmina em uma determinada área está sempre na mesma altura acima do horizonte, porque sua distância angular do pólo celeste e do equador celeste não muda. O sol e a lua mudam de altura
que eles culminar.