1 točka nebesne sfere nad glavo opazovalca. Nebesna sfera njeni glavni elementi: točke, črte, ravnine

Vsa nebesna telesa so od nas na nenavadno velikih in zelo različnih razdaljah. Nam pa se zdijo enako oddaljene in kot da se nahajajo na določeni sferi. Pri reševanju praktičnih problemov v letalski astronomiji ni pomembno poznati razdalje do zvezd, temveč njihov položaj na nebesni sferi v času opazovanja.

Nebesna krogla je namišljena krogla neskončno velikega polmera, katere središče je opazovalec. Pri obravnavi nebesne krogle je njeno središče združeno z očesom opazovalca. Razsežnosti Zemlje so zanemarjene, zato je središče nebesne krogle pogosto združeno tudi s središčem Zemlje. Svetila so nameščena na kroglo v takšnem položaju, da so v določenem trenutku vidna na nebu z določene točke opazovalčeve lokacije.

Nebesna sfera ima vrsto značilnih točk, črt in krogov. Na sl. 1.1 krog poljubnega polmera prikazuje nebesno kroglo, v središču katere, označeno s točko O, se nahaja opazovalec. Razmislite o glavnih elementih nebesne krogle.

Navpičnica opazovalca je ravna črta, ki poteka skozi središče nebesne sfere in sovpada s smerjo navpične črte na točki opazovalca. Zenit Z - točka presečišča navpičnice opazovalca z nebesno sfero, ki se nahaja nad glavo opazovalca. Nadir Z" - točka presečišča navpičnice opazovalca z nebesno sfero, nasproti zenita.

Pravi horizont SV JZ Z je velik krog na nebesni krogli, katerega ravnina je pravokotna na navpičnico opazovalca. Pravi horizont deli nebesno kroglo na dva dela: nadhorizontno poloblo, v kateri je zenit, in podhorizontno poloblo, v kateri je nadir.

Os sveta PP" je ravna črta, okoli katere poteka vidna dnevna rotacija nebesne krogle.

riž. 1.1. Osnovne točke, premice in krožnice na nebesni sferi

Os sveta je vzporedna z osjo vrtenja Zemlje, za opazovalca, ki se nahaja na enem od polov Zemlje, pa sovpada z osjo vrtenja Zemlje. Navidezna dnevna rotacija nebesne krogle je odraz dejanskega dnevnega vrtenja Zemlje okoli svoje osi.

Pola sveta so točke presečišča osi sveta z nebesno sfero. Nebesni pol, ki se nahaja v ozvezdju Malega medveda, se imenuje Severni nebesni pol R, nasprotni pol pa Južni R.

Nebesni ekvator je velik krog na nebesni krogli, katerega ravnina je pravokotna na os sveta. Ravnina nebesnega ekvatorja deli nebesno kroglo na severno poloblo, na kateri je severni pol sveta, in južno poloblo, na kateri je južni pol sveta.

Nebesni poldnevnik ali meridian opazovalca je velik krog na nebesni sferi, ki poteka skozi pola sveta, zenit in nadir. Sovpada z ravnino zemeljskega poldnevnika opazovalca in deli nebesno sfero na vzhodno in zahodno poloblo.

Severna in južna točka sta presečni točki nebesnega poldnevnika s pravim obzorjem. Točka, ki je najbližje severnemu polu sveta, se imenuje severna točka pravega horizonta C, točka, ki je najbližja južnemu polu sveta, pa se imenuje južna točka Yu. Točki vzhoda in zahoda sta točki presečišča nebesnega ekvatorja s pravim obzorjem.

Poldnevna črta - ravna črta v ravnini pravega obzorja, ki povezuje točki severa in juga. Ta črta se imenuje poldne, ker opoldne, po lokalnem pravem sončnem času, senca navpičnega pola sovpada s to črto, to je s pravim poldnevnikom te točke.

Južna in severna točka nebesnega ekvatorja sta točki presečišča nebesnega poldnevnika z nebesnim ekvatorjem. Točka, ki je najbližja južni točki obzorja, se imenuje južna točka nebesnega ekvatorja, točka, ki je najbližja severni točki obzorja, pa se imenuje severna točka.

Vertikala svetila ali višinski krog je velik krog na nebesni sferi, ki poteka skozi zenit, nadir in svetilo. Prva vertikala je vertikala, ki poteka skozi vzhodno in zahodno točko.

Deklinacijski krog ali urni krog svetila, PMP je velik krog na nebesni sferi, ki poteka skozi poli mioe in svetila.

Dnevni vzporednik svetila je majhen krog na nebesni sferi, narisan skozi svetilo vzporedno z ravnino nebesnega ekvatorja. Vidno dnevno gibanje svetil se dogaja vzdolž dnevnih vzporednikov.

Almukantarat svetila AMAG - majhen krog na nebesni sferi, narisan skozi svetilo vzporedno z ravnino pravega obzorja.

Obravnavani elementi nebesne sfere se pogosto uporabljajo v letalski astronomiji.

Točka na nebu, ki leži navzgor, v smeri navpične črte, na vsakem mestu zemeljske površine. V astronomiji obstaja poleg te geografske Z. tudi geocentrična ... Enciklopedični slovar Brockhausa in Efrona

Točke in črte nebesne krogle - kako najti almucantarat, kjer poteka nebesni ekvator, ki je nebesni poldnevnik.

Kaj je nebesna sfera

Nebesna krogla- abstraktni pojem, namišljena krogla neskončno velikega polmera, katere središče je opazovalec. Hkrati je središče nebesne sfere tako rekoč na ravni oči opazovalca (z drugimi besedami, vse, kar vidite nad svojo glavo od obzorja do obzorja, je prav ta sfera). Lahko pa za lažjo predstavo štejemo središče nebesne sfere in središče Zemlje, v tem ni nobene napake. Položaji zvezd, planetov, Sonca in Lune se nanesejo na kroglo v položaju, v katerem so vidni na nebu v določenem trenutku iz dane točke lokacije opazovalca.

Z drugimi besedami, čeprav opazujemo položaj svetil v nebesni sferi, bomo, ko smo na različnih mestih na planetu, nenehno videli nekoliko drugačno sliko, poznamo načela "dela" nebesne sfere, gledamo na nočnega neba, se na podlagi preproste tehnike enostavno orientiramo na tleh. Ob poznavanju pogleda nad glavo na točki A ga bomo primerjali s pogledom na nebo na točki B in po odstopanjih znanih orientacijskih točk lahko natančno razberemo, kje smo zdaj.

Ljudje so si že dolgo izmislili številna orodja za olajšanje naše naloge. Če krmarite po "zemeljskem" globusu preprosto s pomočjo zemljepisne širine in dolžine, potem je za "nebeški" globus - nebesno sfero na voljo tudi vrsta podobnih elementov - točk in črt.

Nebesna sfera in položaj opazovalca. Če se opazovalec premakne, se bo premaknila celotna krogla, ki jo vidi.

Elementi nebesne krogle

Nebesna sfera ima številne značilne točke, črte in kroge, razmislimo o glavnih elementih nebesne sfere.

Opazovalec navpično

Opazovalec navpično- ravna črta, ki poteka skozi središče nebesne sfere in sovpada s smerjo navpične črte v točki opazovalca. Zenit- točka presečišča navpičnice opazovalca z nebesno sfero, ki se nahaja nad glavo opazovalca. Nadir- točka presečišča navpičnice opazovalca z nebesno sfero, nasproti zenitu.

Resnično obzorje- velik krog na nebesni krogli, katerega ravnina je pravokotna na navpičnico opazovalca. Pravi horizont deli nebesno kroglo na dva dela: suprahorizontalna polobla kjer se nahaja zenit, in subhorizontalna polobla, v katerem se nahaja nadir.

Svetovna os (zemeljska os)- ravna črta, okoli katere poteka vidna dnevna rotacija nebesne krogle. Os sveta je vzporedna z osjo vrtenja Zemlje, za opazovalca, ki se nahaja na enem od polov Zemlje, pa sovpada z osjo vrtenja Zemlje. Navidezna dnevna rotacija nebesne krogle je odraz dejanskega dnevnega vrtenja Zemlje okoli svoje osi. Pola sveta so točke presečišča osi sveta z nebesno sfero. Pol sveta, ki se nahaja v ozvezdju Ursa Minor, se imenuje Severni pol svet, nasprotni pol pa imenujemo Južni pol.

Velik krog na nebesni krogli, katerega ravnina je pravokotna na os sveta. Ravnina nebesnega ekvatorja deli nebesno kroglo na Severna polobla, v katerem se nahaja severni pol sveta, in Južna polobla kjer se nahaja južni pol sveta.

Ali meridian opazovalca - velik krog na nebesni krogli, ki poteka skozi pola sveta, zenit in nadir. Sovpada z ravnino zemeljskega meridiana opazovalca in deli nebesno kroglo na vzhodni in zahodna polobla.

Točke proti severu in jugu- točke presečišča nebesnega poldnevnika s pravim obzorjem. Točka, ki je najbližje severnemu polu sveta, se imenuje severna točka pravega horizonta C, točka, ki je najbližja južnemu polu sveta, pa se imenuje južna točka Yu. Točki vzhoda in zahoda sta točki presečišča nebesnega ekvatorja s pravim obzorjem.

opoldanska linija- ravna črta v ravnini pravega obzorja, ki povezuje točki severa in juga. Ta črta se imenuje poldne, ker opoldne, po lokalnem pravem sončnem času, senca navpičnega pola sovpada s to črto, to je s pravim poldnevnikom te točke.

Točke presečišča nebesnega poldnevnika z nebesnim ekvatorjem. Imenuje se točka, ki je najbližja južni točki obzorja točka južno od nebesnega ekvatorja, točka, ki je najbližja severni točki obzorja, pa je točka severno od nebesnega ekvatorja.

Navpične svetilke

Navpične svetilke, oz višinski krog, - velik krog na nebesni sferi, ki poteka skozi zenit, nadir in svetilo. Prva vertikala je vertikala, ki poteka skozi vzhodno in zahodno točko.

Sklanjatveni krog, ali , - velik krog na nebesni sferi, ki poteka skozi pole sveta in svetilke.

Majhen krog na nebesni sferi, narisan skozi svetilo vzporedno z ravnino nebesnega ekvatorja. Vidno dnevno gibanje svetil se dogaja vzdolž dnevnih vzporednikov.

Svetila Almukantarat

Svetila Almukantarat- majhen krog na nebesni sferi, narisan skozi svetilo vzporedno z ravnino pravega obzorja.

Vsi zgoraj navedeni elementi nebesne sfere se aktivno uporabljajo za reševanje praktičnih problemov orientacije v prostoru in določanja položaja zvezd. Glede na namene in pogoje merjenja se uporabljata dva različna sistema. sferične nebesne koordinate.

V enem sistemu je svetilka usmerjena glede na pravi horizont in se imenuje ta sistem, v drugem pa glede na nebesni ekvator in se imenuje.

V vsakem od teh sistemov je položaj svetila na nebesni sferi določen z dvema kotnima vrednostma, tako kot je položaj točk na površju Zemlje določen z zemljepisno širino in dolžino.

Izvor

Beseda zenit izhaja iz netočnega branja arabskega izraza سمت الرأس ( samt ar-ra's), kar pomeni "smer proti glavi" ali "pot nad glavo". V srednjem veku, v 14. stoletju, je ta beseda prišla v Evropo prek latinščine in morda prek stare španščine. Skrajšan je bil na samt("smer") - samt in s črkovalnimi napakami preoblikovan v senit - senit. Skozi staro francosko in srednje angleško besedo senit dokončno spremenila v moderno besedo v 17. stoletju zenit .

Ustreznost in uporaba

Koncept "zenit" se uporablja v naslednjih znanstvenih kontekstih:

• Služi kot smer za merjenje zenitnega kota, ki je kotna razdalja med smerjo do predmeta, ki nas zanima (na primer do zvezde) in lokalnim zenitom glede na točko, za katero je zenit določen.
• Določa eno od osi horizontalnega koordinatnega sistema v astronomiji.

Tako je povezan s koncepti elementov nebesne sfere - navpične črte in kroga višine svetila.

Strogo gledano je zenit samo približno povezana z lokalno ravnino poldnevnika, saj je slednja definirana glede na rotacijske značilnosti nebesnega telesa in ne glede na njegovo gravitacijsko polje. Sovpadajo le za idealno simetrično vrtilno telo. Za Zemljo vrtilna os nima fiksnega položaja (na primer zaradi nenehnega gibanja oceanske vode in drugih vodnih virov), lokalna navpična smer, določena z gravitacijskim poljem, sama spreminja smer v času (za na primer zaradi lunine in sončne plime in oseke).

Včasih izraz zenit se nanaša na najvišjo točko, ki jo doseže nebesno telo (Sonce, Luna itd.) v procesu svojega navideznega orbitalnega gibanja glede na dano točko opazovanja. Vendar pa Veliki astronomski slovar podaja naslednjo definicijo zenita:

Točka na nebesni sferi neposredno nad glavo opazovalca. Astronomski zenit je formalno definiran kot presečišče navpične črte z nebesno kroglo. Geocentrični zenit - presečišče črte z nebesno sfero, ki teče iz središča Zemlje skozi položaj opazovalca. Geodetski zenit je na premici, ki je normalna na geodetski elipsoid ali sferoid na položaju opazovalca.

Tako lahko glede na na primer Sonce zenit dosežemo le na nizkih zemljepisnih širinah.

Nebesna sfera je namišljena sferična površina poljubnega polmera, v središču katere je opazovalec. Nebesna telesa so projicirana na nebesna krogla.

Zaradi majhnosti Zemlje v primerjavi z razdaljami do zvezd lahko opazovalce, ki se nahajajo na različnih mestih na zemeljskem površju, štejemo za središče nebesne sfere. Pravzaprav v naravi ne obstaja materialna krogla, ki bi obkrožala Zemljo. Nebesna telesa se gibljejo v brezmejnem prostoru sveta na različnih razdaljah od Zemlje. Te razdalje so nepredstavljivo velike, naš vid jih ne more oceniti, zato se človeku zdijo vsa nebesna telesa enako oddaljena.

Med letom Sonce opiše velik krog na ozadju zvezdnega neba. Letna pot Sonca v nebesni krogli se imenuje ekliptika. Premikanje čez ekliptika. Sonce ob enakonočju dvakrat prečka nebesni ekvator. To se zgodi 21. marca in 23. septembra.

Točka nebesne sfere, ki med dnevnim gibanjem zvezd ostane negibna, se običajno imenuje severni nebesni pol. Nasprotna točka nebesne krogle se imenuje južni nebesni pol. Prebivalci severne poloble ga ne vidijo, ker je pod obzorjem. Viseča črta, ki poteka skozi opazovalca, prečka nebo nad glavo v zenitu in na diametralno nasprotni točki, imenovani nadir.

Os vidnega vrtenja nebesne krogle, ki povezuje oba pola sveta in poteka skozi opazovalca, se imenuje os sveta. Na obzorju pod severnim tečajem sveta leži severna točka, njegova diametralno nasprotna točka - južna točka. East in West Points ležijo na črti obzorja in so 90° narazen od severne in južne točke.

Ravnina, ki poteka skozi središče krogle pravokotno na os sveta, tvori ravnina nebesnega ekvatorja vzporedna z ravnino zemeljskega ekvatorja. Ravnina nebesnega poldnevnika poteka skozi pole sveta, severne in južne točke, zenit in nadir.

Nebesne koordinate

Imenuje se koordinatni sistem, v katerem je referenčna ravnina ekvatorja ekvatorialni. Kotna oddaljenost zvezde od nebesnega ekvatorja se imenuje , ki se spreminja od -90 ° do + 90 °. sklanjatev velja za pozitivno severno od ekvatorja in negativno južno od ekvatorja. meri se s kotom med ravninama velikih krogov, od katerih ena poteka skozi pole sveta in dano svetilko, druga pa skozi pole sveta in točko pomladnega enakonočja, ki leži na ekvatorju.

Horizontalne koordinate

Kotna razdalja je razdalja med predmeti na nebu, merjena s kotom, ki ga tvorijo žarki, ki gredo na predmet s točke opazovanja. Kotna oddaljenost zvezde od obzorja se imenuje višina zvezde nad obzorjem. Položaj sonca glede na strani obzorja imenujemo azimut. Odštevanje poteka od juga v smeri urinega kazalca. Azimut višino zvezde nad obzorjem pa izmerimo s teodolitom. V kotnih enotah niso izražene le razdalje med nebesnimi telesi, temveč tudi velikosti samih objektov. Kotna oddaljenost nebesnega pola od obzorja je enaka geografski širini območja.

Višina svetil na vrhuncu

Pojave prehoda svetil skozi nebesni poldnevnik imenujemo vrhunci. Spodnji vrhunec je prehod svetil skozi severno polovico nebesnega poldnevnika. Pojav prehoda svetila južne polovice nebesnega poldnevnika imenujemo zgornji vrhunec. Trenutek zgornje kulminacije središča Sonca imenujemo pravi poldan, trenutek spodnjega vrhunca pa prava polnoč. Časovni interval med vrhuncema - pol dneva.

Za nezahajajoča svetila sta oba vrhunca vidna nad obzorjem, za vzpenjajoče se in zahajajoče spodnji vrhunec se pojavi pod obzorjem, pod severno točko. Vsaka zvezda kulminira na določenem območju vedno na isti višini nad obzorjem, ker se njegova kotna oddaljenost od nebesnega pola in od nebesnega ekvatorja ne spreminja. Sonce in luna spreminjata višino
ki jih kulminirati.