Изменение вида звездного неба в течение суток. Лекция 4

Небесная сфера – это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель.
Свойства небесной сферы:
центр небесной сферы выбирается произвольно. Для каждого наблюдателя – свой центр, а наблюдателей может быть много.
угловые измерения на сфере не зависят от ее радиуса.
На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.

На небесной сфере рассматривают лишь угловые расстояния.
Угловое расстояние между двумя точками сферы – это угол между лучами, исходящими в направлении двух этих точек из глаза наблюдателя.
Приняты следующие единицы угловых расстояний:
радиан – центральный угол, соответствующий дуге, длина которой равна ее радиусу. В 1 радиане 57°17´45".
градус – центральный угол, соответствующий 1/360 части окружности. Один дуговой градус 1° = 60´, одна дуговая минута 1´ = 60";
час – центральный угол, соответствующий 1/24 части окружности.
1h = 15°, 1h = 60m, 1m = 60s.
1 минута в часовой мере равна 15 дуговым минутам, 1 секунда в часовой мере равна 15 дуговым секундам: 1m = 15´, 1s = 15".
Один радиан, десять градусов и один час

Плоскость, проходящая через центр небесной сферы и перпендикулярная отвесной линии называется математическим (истинным) горизонтом.

Отвесная линия пересекает поверхность небесной сферы в двух точках: в верхней Z – зените и в нижней Z' – надире.

Звезды в течение суток описывают круги
с центром недалеко от Полярной звезды.
Наблюдаемое суточное вращение небесной сферы – кажущееся явление, отражающее действительное вращение земного шара вокруг оси.
Вращение звездного неба в течение суток.
Обсерватория в Мауна-Кеа, Гавайи.
Вращение Земли вызывает у наблюдателя иллюзию вращения небесной сферы.
Любой наблюдатель видит лишь половину
небесной сферы, другая половина от него
заслоняется земным шаром.

Ось видимого вращения небесной сферы называется осью мира.
Ось мира пересекает небесную сферу в точках Р и Р' – полюсах мира.

Притяжение Солнца и Луны заставляет земную ось прецессировать так же, как прецессирует ось наклонившегося быстро вращающегося волчка под действием силы тяжести.

Ось Земли вращается относительно далеких звезд, делая полный оборот примерно за 26 тысяч лет (т.н. платонический год). При этом она описывает окружность радиусом 23,5° с центром в созвездии Дракона.
13 тысяч лет назад полюс мира указывал на Вегу.
Дальше титул Полярной поочередно присваивался
π, η и τ Геркулеса, звездам Тубан и Кохаб.
α Малой Медведицы стала полярной звездой примерно в 1100 году, а ближе всего к ней полюс пройдет в 2100 году.
Приблизительно в 3200 году полярными станут звезды созвездия Цефей, затем они уступят первенство Денебу и Веге.

Расстояние Полярной звезды от северного полюса мира в настоящее время чуть меньше 1’.
Вблизи северного полюса мира в настоящее время находится
α Малой Медведицы – Полярная звезда.

Большой круг небесной сферы, проходящий через зенит, северный полюс мира, надир и южный полюс мира называется небесным меридианом
Плоскости математического горизонта и небесного меридиана пересекаются по прямой NS, называемой полуденной линией (в этом направлении отбрасывают тень предметы, освещаемые Солнцем, в полдень).
Точка N - точка севера.
Точка N – точка севера.
Точка S – точка юга.

Небесным экватором называется большой круг, перпендикулярный оси мира.
Небесный экватор
пересекается с
математическим
горизонтом в точках
востока E и запада W.

Прохождение светила через небесный меридиан называется кульминацией.
В верхней кульминации высота светила h максимальна,
в нижней кульминации – минимальна.
Промежуток между кульминациями светил равен 12 часам (половине суток).
Звезды бывают заходящими и восходящими на данной широте места наблюдения, а также невосходящими и незаходящими.
Например, в России не видны звезды созвездия Южный Крест – это созвездие, на наших широтах невосходящее. А созвездия Дракона, Малой Медведицы – незаходящие созвездия.
Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе, над горизонтом находятся звезды только северного полушария неба. Они вращаются вокруг Полярной звезды и не заходят за горизонт.
Наблюдатель, находящийся на Южном полюсе, видит только звезды южного полушария.
На экваторе могут наблюдаться все звезды, расположенные и в северном, и в южном полушариях неба.

Видимое движение звезд на разных широтах