Небесная сфера

Прямые восхождения отсчитываются в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0h до 24h (в часовой мере).

Эклиптическая система координат

В этой системе основной плоскостью является плоскость эклиптики. Одной координатой при этом является эклиптическая широта β, а другой — эклиптическая долгота λ.

Эклиптической широтой β светила называется дуга круга широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью эклиптики и направлением на светило.

Эклиптические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу эклиптики и от 0° до -90° к южному полюсу эклиптики.

Эклиптической долготой λ светила называется дуга эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широты светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга широты светила.

Эклиптические долготы отсчитываются в сторону видимого годового движения Солнца по эклиптике, т. е. к востоку от точки весеннего равноденствия в пределах от 0° до 360°.

Галактическая система координат

В этой системе основной плоскостью является плоскость нашей Галактики. Одной координатой при этом является галактическая широта b, а другой — галактическая долгота l.

Галактической широтой b светила называется дуга круга галактической широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью галактического экватора и направлением на светило.

Галактические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному галактическому полюсу и от 0° до -90° к южному галактическому полюсу.

Галактической долготой l светила называется дуга галактического экватора от точки начала отсчёта C до круга галактической широты светила, или угол между направлением на точку начала отсчёта C и плоскостью круга галактической широты светила.

Галактические долготы отсчитываются против часовой стрелки, если смотреть с северного галактического полюса, т. е. к востоку от точки начала отсчёта C в пределах от 0° до 360°.

Точка начала отсчёта C находится вблизи направления на галактический центр, но не совпадает с ним, поскольку последний, вследствие небольшой приподнятости Солнечной системы над плоскостью галактического диска, лежит примерно на 1° к югу от галактического экватора. Точку начала отсчёта C выбирают таким образом, чтобы точка пересечения галактического и небесного экваторов с прямым восхождением 280° имела галактическую долготу 32,93192° (на эпоху 2000).

Изменения координат при вращении небесной сферы

Высота h, зенитное расстояние z, азимут A и часовой угол t светил постоянно изменяются вследствие вращения небесной сферы, так как отсчитываются от точек, не связанных с этим вращением. Склонение δ, полярное расстояние p и прямое восхождение α светил при вращении небесной сферы не изменяются, но они могут меняться из-за движений светил, не связанных с суточным вращением.

История и применение

Небесные координаты употреблялись уже в глубокой древности. Описание некоторых систем содержится в трудах древнегреческого геометра Евклида (около 300 до н. э.). Опубликованный в «Альмагесте» Птолемея звёздный каталог Гиппарха содержит положения 1022 звёзд в эклиптической системе небесных координат.

Наблюдения изменений небесных координат привели к величайшим открытиям в астрономии, которые имеют огромное значение для познания Вселенной. К ним относятся явления прецессии, нутации, аберрации, параллакса, собственных движений звёзд и другие. Небесные координаты позволяют решать задачу измерения времени, определять географические координаты различных мест земной поверхности. Широкое применение находят небесные координаты при составлении различных звёздных каталогов, при изучении истинных движений небесных тел — как естественных, так и искусственных — в небесной механике и астродинамике и при изучении пространственного распределения звёзд в проблемах звёздной астрономии.

Использование различных систем координат

Горизонтальная система координат используется для определения направления на светило с помощью угломерных инструментов и при наблюдениях в телескоп, смонтированный на азимутальной установке.

Эклиптическая система координат используется в теоретической астрономии при определении орбит небесных тел.

Первая экваториальная система координат используется для определения точного времени и при наблюдениях в телескоп, смонтированный на экваториальной установке.

Вторая экваториальная система координат является общепринятой в астрометрии. В этой системе составляются звёздные карты и описываются положения светил в каталогах.

3. ЗВЕЗДНЫЕ КАРТЫ

Деление неба на созвездия было удобно для астрономов. Границы созвездий и отдельные звезды издавна наносились на небесные карты. И служат небесные карты для тех же целей, что и обычные земные: по ним легко ориентироваться среди звезд.

Звездные карты используются для наведения телескопа в нужную точку неба, для отождествления звёзд на небе или их изображений на астрофотографиях со звёздами, описанными в звёздных каталогах, для отыскания на звёздном небе объектов (планет, комет, переменных звёзд и т. п.) по их координатам.

Звездные карты  используются также для определения приближённых координат небесных объектов (например, искусственных спутников Земли при визуальных наблюдениях) путём нанесения их на карты, имеющие координатную сетку.

Наиболее древние из известных звездных карт  относятся к 13 в. до этого пользовались только звёздными глобусами. В 1603 немецкий астроном И. Байер в звёздном атласе "Уранометрия" яркие звёзды каждого созвездия обозначил буквами греческого алфавита, эти обозначения сохранились до наших дней. В 17-19 вв. появились атласы польского астронома Я. Гевелия (1690), английского астронома Дж. Флемстида (1729), немецких астрономов И. Э. Воде (1782), Ф. Аргеландера (1843), Э. Хейса (1872). Большое значение для астрономии имели "Атлас северного звёздного неба", выполненный на основе составленного Аргеландером "Боннского обозрения северного неба", и атлас южного неба - на основе "Кордовского обозрения". Первая русская звездная карта была составлена в 1699 по распоряжению Петра I. Широкое применение нашли изданные в 20 в. звёздные атласы советского астронома А. А. Михайлова, чехословацкого астронома А. Бечваржа и атлас Смитсоновской астрофизической обсерватории (США) для всего неба, изданный вместе с каталогом для обеспечения фотографических наблюдений искусственных спутников Земли.

В 1887 Международным астрономическим конгрессом было принято решение о составлении фотографической "Карты неба". Эта работа выполнялась на 21 обсерватории различных стран и должна была дать после завершения приблизительно 22 000 листов фотографического атласа всего неба до 15-й звёздной величины (работа осталась незавершённой). В США в 1954-67 издан фотографический атлас Национального географического общества и Паломарской обсерватории. Атлас содержит фотографии звёздного неба в синих лучах (предельная звёздная величина 21,0) и красных лучах (предельная звёздная величина 20,0). В 20 в. изданы звездные карты, представляющие собой репродукции с фотографий с нанесением градусной сетки. Таковы звездные карты австрийского астронома И. Пализы по фотографиям немецкого астронома М. Вольфа, карты Королевского астрономического общества (Англия) и атлас немецкого астронома Г. Ференберга.

Набор звездных карт  смежных участков неба, покрывающих всё небо или некоторую его часть, называются звёздным атласом. Общие обзорные звездные карты обычно составляют отдельно для Северного и Южного полушарий неба в стереографической проекции. Для изображения экваториального пояса неба применяют цилиндрические проекции. Полярные районы неба изображаются в азимутальных проекциях, а промежуточные - в конических. Различают рисованные и фотографические звездные карты. На рисованных картах звёзды изображаются кружками различного диаметра в зависимости от их блеска и наносятся на карту в соответствии с их координатами, взятыми из звёздных каталогов. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплошными линиями. Границы созвездий обозначены пунктиром.

Звезды на картах и в атласах изображают либо белыми точками на черном фоне неба, либо черными - на белом. Каждый из типов карт имеет свои преимущества. Карты первого типа особенно удобны при поисках в телескоп очень слабых объектов, поскольку при отождествлении звезд на карте и на небе белый фон даже в условиях очень тусклого красного освещения несколько ослабляет адаптацию глаз к темноте. Однако на большинстве карт изображены черные звезды на белом фоне; существенное преимущество этих карт заключается в возможности нанесения на них любых других интересующих вас объектов. Многие атласы печатаются в обоих вариантах.

Фотографические звездные карты  представляют собой комплекты отпечатков с фотографий звёздного неба. Фотографические карты представляют собой гномоническую проекцию звездного неба, они содержат больше звёзд, чем рисованные.

Если говорить о современных картах неба в общем, то они различаются по масштабу изображаемого участка (и, соответственно, угловым размерам представленной области неба), выборке изображенных небесных тел (обычно это звезды и незвездные объекты до некоторой предельной звездной величины) и сервисных дополнений (координатной сетки, границ и фигур созвездий, эклиптики, галактического экватора и т.д.), что в зависимости от предназначения карт может изменяться в широких пределах.

На картах, являющихся изображением участков небесной сферы на плоскости (аналогично географическим картам), неизбежны искажения, поэтому важное значение имеет выбор рациональной картографической проекции. Но в целом эти искажения тем сильнее, чем большая область неба изображается. А область эта, в числе всего прочего, ограничивается и общим количеством изображаемых объектов - если их будет слишком много, то такими картами будет трудно пользоваться. В результате приходится увеличивать масштаб, например, объем атласа "Уранометрия 2000.0", в котором изображены все звезды до 9m.5, составил порядка 450 карт.

Для первоначального ознакомления с небом издаются звездные атласы и карты, содержащие только звёзды, видимые невооружённым глазом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как правило, мы не задумываемся, откуда взялось деление времени на часы и минуты, и почему самолет, вылетевший из одного аэропорта, спокойно приземляется в другом, а не блуждает беспомощно над землей в поисках места, где можно совершить посадку. Или как корабли находят дорогу в нужный порт, даже когда приходится плыть вдали от суши, и никто не подскажет правильного направления.

Оказывается, всему этому мы обязаны астрономии. АСТРОНОМИЯ-это наука о звездах и планетах, о галактике и межпланетном пространстве, о кометах и метеоритах, о космических взрывах и звездных туманностях, в общем, это наука обо всей гигантской Вселенной вокруг нашей планеты и о самой Земле в этой загадочной, непонятной и полной всяких тайн Вселенной.

Наша Земля - всего только одно из бесчисленных небесных тел, и даже причина ее возникновения остается предметом особого научного спорта. Жизнь на Земле подчинена тому, что происходит на небе - смене дня и ночи, времен года, полнолуниям и солнечным затмениям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.                 Агекян Т.А. Звезды. Галактика. Метагалактика. - М., 1981.

2.                 Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. – М., 1989.

3.                 Гурштейн А.А. Извечные тайны неба.М., 1973.

4.                 Зигель Ф.Ю. Астрономия в ее развитии. М., 1988.

5.                 Справочник любителя астрономии. – М., 1997.                  

6.                 Левитан Е.П. Астрономия. М., 1993.

7.                 Томилин А. Занимательно об астрономии. – М., 1999.

8.                 Чернин А.Д. Звезды и физика. – М., 1984.

4