Системы небесных координат
Небесные координаты - центральные углы или дуги больших кругов небесной сферы, с помощью которых определяют положение небесных светил по отношению к основным линиям и точкам небесной сферы. Применяют несколько систем небесных координат: горизонтальные, экваториальные, эклиптические и галактические.
Горизонтальная система координат
Горизонтальная система координат - небесные координаты, в которых основным кругом является математический (истинный) горизонт. В этой системе координатами являются: высота светила (или зенитное расстояние) и азимут (А) светила. Тогда
,
где h - высота светила М над горизонтом, z - зенитное расстояние.
Высота светила (h) определяется в градусах, минутах и секундах. Она отсчитывается в пределах от 0 до +90 градусов к зениту, если светила находится в видимой части небесной сферы, и от 0 до -90 градусов к надиру, если светило находится в невидимой части небесной сферы.
Азимут (А) отсчитывается к западу от точки юга в пределах от 0 до 360 градусов.
Зенитное расстояние (z) отсчитывается в пределах от 0 до +180 градусов к надиру.
Экваториальная система координат
Экваториальная система координат - небесные координаты, в которых основным кругом является небесный экватор. В этой системе координатами являются: склонение светила, прямое восхождение или часовой угол.
На рисунке:
δ - склонение светила М;
α - прямое восхождение;
t - часовой угол.
Для удобства измерения времени в экваториальной системе координат вместо прямого восхождения используется часовой угол. Часовой угол отсчитывается от той точки, в которой небесный меридиан пересекается с верхней точкой (Q) небесного экватора. Таким образом, часовой угол (t) - угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от верхней точки небесного экватора (Q) до круга склонения светила (m). Отсчитывается часовой угол по направлению видимого суточного вращения небесной сферы, т.е. к западу подобно азимуту. Вследствие суточного вращения небесной сферы часовой угол, так же как высота и азимут светила, всё время меняется.
Склонение светила (δ) отсчитывается в пределах от 0 до +90 градусов к северному полюсу мира, если светило находится в северном полушарии небесной сферы, и от 0 до -90 градусов (светило в южном полушарии). За начальную точку отсчёта на небесном экваторе принимается точка весеннего равноденствия (K'), где Солнце бывает в день весеннего равноденствия - около 21 марта.
Прямое восхождение (α) отсчитывается от точки весеннего равноденствия в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0 до 360 в градусной мере или от 0ч до 24 ч в часовой мере.
Угловая высота полюса мира над горизонтом
Угловая высота полюса мира () над горизонтом равна географической широте места наблюдения:
.
Угол QOZ определяет собой величину склонения зенита , тогда:
.
По мере перемещения наблюдателя к северному полюсу Земли полюс мира (Р) поднимается над горизонтом. На полюсе Земли полюс мира будет находиться в зените (Z). Звёзды здесь движутся по кругам, параллельным горизонту, который совпадает с небесным экватором. Становится неопределённым небесный меридиан, теряют смысл точки севера, юга, востока и запада.
На средних географических широтах ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту, суточные пути звёзд также наклонены к горизонту. Поэтому наблюдаются незаходящие, невосходящие, восходящие и заходящие звёзды. Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части горизонта, а под заходом - западной части горизонта. В средних широтах, например на территории Беларуси, наблюдаются звёзды северных околополярных созвездий, который никогда не опускаются под горизонт. Они называются незаходящие звёзды. Звёзды, расположенные около южного полюса мира, у нас никогда не восходят. Их называют невосходящими звёздами.
На экваторе Земли ось мира совпадает с полуденной линией, а полюсы мира - с точками севера и юге. Небесный экватор проходит через точки востока, запада и зенита. Суточные пути всех звёзд перпендикулярны горизонту и каждая из них бывает половину суток над горизонтом (не учитывая рефракцию).
|