Небесные координаты
Конечно, приятно просто любоваться звездным небом, но астрономия так бы и осталась занятием мечтателей если бы люди не стали обдумывать увиденное, размышлять, обмениваться мнениями. И тут могут возникнуть проблемы. Например, кто-то увидел на небе что-то интересное и побежал рассказать другому, описывая увиденное и клянясь, что это было на самом деле. И когда собеседник поверив ему спросит: “А где же это все происходило?”, остается прозрачно ответить: “Там”. А где там? Чтобы поточнее ответить на этот вопрос придется воспользоваться математикой. Чтобы однозначно определить местоположение объекта, нужно задать координаты, но обычные Декартовы координаты на плоскости здесь не годятся. Плоскости-то никакой нет. А что делать? Давайте думать. Что можно сказать об объекте на небе (Солнце, например)? Можно сказать, что солнце восходит на востоке и заходит на западе. То есть можно определить в какую сторону горизонта нужно посмотреть, чтобы увидеть его.
 Это – горизонтальная система координат. |
Направление на объект задают в виде угла, на который нужно повернуться от Юга по часовой стрелке (направо), величина этого угла называется азимутом и обозначается “А”. Например, азимут Юга равен 0°, азимут Востока равен 90°, азимут Севера – 180°, Запада – 270°. Из опыта догадываемся, что нужно еще одну координату. Светило может быть над самым горизонтом повыше и, наконец, так высоко, что приходится задирать голову и наблюдать становится очень неудобно. Эти варианты математически определяются высотой “h” углом между плоскостью горизонта и направлением на светило. Например, если светило “касается” горизонта, то его высота 0°, если же светило находится прямо над нами, то его высота – 90°. Точка, которая у нас над головой, называется зенит и обозначается “Z”.
Таким образом, чтобы, зная азимут и высоту, определить местонахождение
светила на небе, нужно:
Теперь можно в числах выразить местонахождение небесного объекта, но давайте посмотрим, что происходит на небе. Как мы говорили ранее, небесная сфера вращается, то есть горизонтальные координаты звезд постоянно меняются, они то восходят над горизонтом на востоке, то очертив дугу, заходят на западе. Другие звезды не восходят и не заходят, а вращаются вокруг точки, которая называется полюсом мира , это единственная неподвижная точка небесной сферы, а значит ее горизонтальные координаты не меняются и их можно зафиксировать. Давайте попробуем применить наши знания горизонтальной системы координат на практике, определим координаты полюса в котором по счастливой случайности оказалась полярная звезда. Во-первых, мы знаем, что эта звезда находится на севере, азимут которого равен 180° (он противоположен югу, от которого ведется отсчет азимута). С высотой посложнее, но немного повоображаем. Полярная звезда находится прямо над северным полюсом, и находясь там ее видно прямо над головой (в зените), а значит она имеет максимально возможную высоту 90°. Если мы немного передвинемся поближе к экватору, то полярная звезда будет видна чуть пониже( высота ее будет меньше 90°. Чем ближе мы будем двигаться к экватору( географическая широта будет уменьшаться), тем ниже над горизонтом будет видна и полярная звезда. Находясь на экваторе, полярная звезда видна прямо на линии горизонта, то есть имеет высоту 0°.
|
Но географическая широта экватора тоже 0°. Это не простое совпадение, это закономерность.
Высота полюса равна широте местности с которой ведется наблюдение.
Казалось бы зная горизонтальную систему координат можно немногое, определить координаты полюса мира, но по ним можно узнать во-первых где север, во-вторых определив высоту, узнаем широту местности, где мы находимся, а это уже немало. Все же проблема осталась, горизонтальная система удобна для наблюдения небесных объектов, но неудобна для анализа того, что происходит на небе. Важны изменения в картине неба.
|
Звезды движутся вместе с небесной сферой, но взаиморасположение их не меняется. Созвездия неизменны вот уже многие столетия. Нужна такая система координат, которая бы определяла место каждой звезды на небесной сфере, своеобразный адрес, по которому можно было бы безошибочно найти звезду, да и любое другое небесное тело. Подобно тому, как на глобусе отмечены все земные объекты, нужно отметить небесные объекты на небесном глобусе. Ось этого глобуса проходит через полюсы мира, северный и южный (обозначаются P). Вокруг этой оси все и вращается. Есть у этого глобуса экватор (небесный, конечно), который проходит там же где и земной, но не под ногами на земле, а над головой на небе. Вообще земной шар находится внутри небесного глобуса, и система координат, которой пользуются астрономы похожа на систему географических координат.
Есть у звезд своя широта и долгота, только немного по-другому определяются. Аналогом широты на земле является склонение δ на небе, которое равно 0° на небесном экваторе и 90° в полюсе мира. Если объект находится ближе к северному полюсу мира от небесного экватора, то склонение положительно, если же объект от экватора ближе к южному полюсу мира, то склонение приобретает минус (отрицательно), то есть склонение меняется от -90° до 90°.
Другая координата отсчитывается от точки на небесном
 Это – экваториальная система координат. |
Такая система координат называется экваториальной. Подобно тому как в основании горизонтальной системы лежит горизонт, в основании экваториальной системы лежит небесный экватор.
