Астрономия

Небесный свод, горящий славой,

 Таинственно глядит из глубины,

 И мы плывем, пылающею бездной

 Со всех сторон окружены.

 Ф. Тютчев

Подвижная карта звездного неба.

Звездная карта состоит из двух частей: подвижной и неподвижной.


 ПОДВИЖНАЯ ЧАСТЬ КАРТЫ ЗВЕЗДНОГО НЕБА


Подвижная часть карты представляет собой круг, на который нанесены все основные звезды и созвездия, видимые в Северном полушарии. Сфинкс тоже расположен в Северном полушарии. Центром круга является Северный полюс мира, расположенный в наше время вблизи Полярной звезды – альфы Малой Медведицы. На карте проведена сетка экваториальных координат, образованная своеобразными меридианами и параллелями. Меридианы – линии прямых восхождений – проведены из полюса мира через каждые 15°. Всего таких меридианов 24, по количеству часов в сутках. Поэтому прямое восхождение можно измерять не только в градусах, но и в часах и минутах, что, собственно, и принято у астрономов. Параллели – окружности равных склонений – проведены через каждые 15°. Окружность, соответствующая нулю градусов по склонению, называется небесным экватором. Он делит небесную сферу на две части: северную и южную. Поскольку небесный экватор лежит в одной плоскости с земным экватором, величины склонений соответствуют широте местности на географической карте Земли.

Путь Солнца на небесной сфере в течение года изображен на карте окружностью, называемой линией эклиптики. Она расположена эксцентрично окружности небесного экватора и поэтому пересекается с ней в двух точках. Одна из точек пересечения, соответствующая нулю часов по небесному экватору, называется точкой весеннего равноденствия. В этот день (21 марта) продолжительность дня и ночи равна. У древних народов дата весеннего равноденствия была на примете. Начиналась весна, новый цикл в жизни природы. Это был настоящий новый год для Северного полушария. 

Другая точка пересечения линий эклиптики и небесного экватора соответствовала 12 часам по прямому восхождению и называлась точкой осеннего равноденствия. В этот день (21 сентября) продолжительность дня и ночи также была равна.

И наконец, следует сказать еще о двух важных точках на небесной сфере. 22 июня, когда Солнце поднимается над горизонтом на самую большую высоту, мы являемся свидетелями самого длинного дня. Так проявляет себя летнее солнцестояние. На карте этому моменту соответствует точка на окружности равных склонений, расположенная точно посредине между точками весеннего и осеннего равноденствия.  Противоположная точка на небесной сфере и на звездной карте, найденная таким же способом, называется точкой зимнего солнцестояния. В этот день (21 – – 23 декабря) самая длинная ночь.

На звездной карте обозначены конфигурация Млечного Пути и линия, проходящая по его середине. Это линия галактического экватора. Для удобства в работе карта по внешней части круга разбита на 12 секторов по числу месяцев. Указаны и дни месяца.

 НЕПОДВИЖНАЯ ЧАСТЬ ЗВЕЗДНОЙ КАРТЫ – НАКЛАДНОЙ КРУГ

Устройство ее намного проще . Она тоже представляет собой круг, но несколько меньше по диаметру, чем подвижный. Ровно настолько, чтобы не закрывать обозначения месяцев и дат на кромке круга. Внешний край неподвижной части карты разбит на 24 равные части по числу часов в сутках. В накладном круге делается круговой вырез. Кромка этого выреза соответствует математическому или истинному горизонту для широты, нужной для работы. Математический горизонт не совпадает с видимым горизонтом, который мы наблюдаем ночью как границу между небом и землей. Он расположен несколько выше видимого горизонта, и это надо учитывать при работе с картой.

СОВМЕЩАЕМ ДВЕ КАРТЫ

Подвижная часть карты звездного неба закрепляется на стене так, чтобы была возможность ее легкого вращения вокруг своей оси. В нашу эпоху ось карты совпадает с точкой на ней, где расположена Полярная звезда. Затем сверху накладываем неподвижную часть карты, центруем ее относительно подвижной и закрепляем "намертво" на стене. Находящаяся под ней подвижная карта должна по прежнему легко вращаться. После этого вводим обозначения точек севера, юга, востока и запада. Для удобства в работе можно натянуть шнурок, проходящий через точки север – юг. Это и есть небесный меридиан. Очень важная линия. Если подвести под нее какую нибудь звезду, определим время ее кульминации в любую дату месяца. Точка пересечения небесного меридиана с окружностью равных склонений называется зенитом. Как мы уже знаем, окружность равных склонений соответствует широте местности на географической карте Земли.

Карта позволяет также определить вид звездного неба в нужный нам момент и в наш век, и на тысячелетия назад, если учесть влияние прецессии – дрейфа Полюса мира, "наблюдать" восход и заход Солнца, звезд и созвездий, проследить прецессию Полюса мира, точек весеннего и осеннего равноденствия в течение тысячелетий и связать их с теми культами животных и сфинксов, которые были распространены среди народов разных стран.

                                      Работа с картой ЗН

1.     Т. «северный полюс Мира» - центр звездной карты.

В настоящее время полюс Мира лежит вблизи Полярной звезды α- Малой Медведицы. Угловое расстояние между ними порядка 1⁰;

2.     Линия небесного экватора – проходит 0⁰ по склонению. Звезды и созвездия внутри этой окружности находятся на поверхности северной полусферы. Остальная часть звездной карты изображает часть южной полусферы до 45⁰;

3.     Линия эклиптики – линия, проходящая эксцентрично по отношению к линии небесного экватора.

4.     Т. зимнего и летнего солнцестояния – точки пересечения эклиптики с кругами склонений, проходящие через 6^ч и 18^ч. Т. весеннего и осеннего равноденствия соответственно 0^ч и 12^ч.

5.     Т. севера, юга, запада, востока проставлены на накладном круге;

6.     Небесный меридиан – мысленная прямая, проходящая через т. севера и юга накладного круга.

7.     Точка зенита – примерно находится как центр выреза накладного круга. Более точно «зенит» находится как точка небесного меридиана, имеющая склонение, равное географической широте места положения наблюдателя.

           I.            Определение видимой звездной величины звезд.

Сравниваем изображение звезды со шкалой условных обозначений. Например, β- Овна – 2.5^m ( в действительности 2.72^m);

       II.            Определение экваториальных координат звезд.

Прямое восхождение α – провести прямую линию через интересующую нас звезду и северный полюс Мира до пересечения с линией небесного экватора или краем звездной карты. На основании нанесенных делений производится отсчет величины прямого восхождения, например,  β – Овна:  α=1^ч50’’.

Склонение звезды – σ – с помощью линейки и циркуля измеряем расстояние от звезды до линии небесного экватора. Откладываем эту величину на нулевом круге склонений в соответствующем направлении от Небесного экватора. По шкале производим отсчет склонения, например, β – Овна:  σ=20⁰.

Вега (α-Лиры): α=18^ч53’’,  σ=+39⁰.

    III.            Определение экваториальных координат истинного Солнца в интересующую нас дату.

Находим на эклиптике точку с интересующей нас датой. В найденной точке находим Солнце (положение эклиптики), далее определяем как звезды. Например:  30 января α=20^ч45’’,  σ=-18⁰.

     IV.            Определение вида звездного неба в интересующий нас момент времени и дату.

Например, 5 марта в 21 час по местному времени. Находим на внешнем крае карты дату 21 марта, а на накладном круге 21 час. Вращаем карту до тех пор, пока цифры не совпадут. В вырезе накладного круга получим вид звездного неба.

В южной части видно созвездия Б. Пса, М. Пса, Ориона и т.д.

В северной части – созвездия Лиры, Лебедя, Геркулеса и т.д.

         V.            Определение времени восхода, кульминации и захода светил.

Восход – вращаем центральный круг до тех пор, пока звезда не попадет на математический горизонт (край выреза накладного круга) в восточной части неба. Против интересующей нас даты отсчитываем время восхода этого светила. Аналогично время захода (изображение помещается на краю выреза в западной части неба).

Кульминация – изображение светила устанавливается на небесном меридиане.

Для незаходящих светил, мы можем определять время как верхней, так и нижней кульминации.

Например: во сколько часов по местному времени кульминирует Сириус (α-Б. Пса) 31 декабря? Сириус кульминирует в 0^ч.

Если известно время восхода и захода звезды (Солнца), то можно рассчитать промежуток времени, в течении которого звезда находится над или под горизонтом (продолжительность дня или ночи)

     VI.            Определение часовых углов светил в любой момент времени.

Устанавливаем карту на заданное время и дату и определяем (в часовой мере) угол между меридианом и прямой линией, проведенной через полюс Мира и светило. Часовые углы отсчитываются от меридиана в направлении суточных движений светил.

Например: 20 февраля 0^ч, определить часовой угол Кастора

(α-Близнецов)  -  около 2^h30^m.

  VII.            Определение азимута восхода и захода любого интересующего нас  светила при условии, что для данной географической широты это светило является заходящим и нам известно положение этого светила.

Находим азимуты точек пересечения суточной параллели светила с математическим горизонтом в восточной и западной частях неба. Для этого вращением звездной карты помещаем светило на край выреза накладного круга и, пользуясь нанесенными значениями азимутов, производим отчет искомой величины.

Азимуты точек восхода и захода звезд остаются неизменными на протяжении года.

Для того чтобы определить азимуты точек восхода и захода Солнца, необходимо найти ту точку эклиптики в которой находится Солнце в данную дату. После этого определяем азимуты восхода и захода этой точки так, как это делаем для звезд. Так же для любого другого небесного тела (Луна, планета, комета и т.д.)

Предварительно по известным экваториальным координатам его на данную дату (астрономический календарь), отмечается положение небесного тела среди звезд. Определяем азимуты точек восхода и захода.

VIII.            Карта позволяет определить, как на данной широте изменяются азимуты точек восхода и захода Солнца в течении года.

Для этого вращаем звездную карту и наблюдаем смещение точки пересечения эклиптики с линией выреза накладного круга. Одновременно фиксируем изменяющиеся азимуты и некоторые даты, в которые Солнце восходит и заходит на определенных азимутах. (В дни равноденствия азимут восхода и захода Солнца 270⁰ и 90⁰).

     IX.            Изменение высоты кульминации Солнца на данной географической широте на протяжении года.

Для этого вращаем собственно карту и следим за точкой пересечения эклиптики с меридианом. В дни солнцестояния высоты принимают экстремальные значения.

         X.            Приближенные значения прямого восхождения среднего экваториального Солнца в любую дату.

Для этого достаточно произвести отсчет величины α против интересующей нас даты на краю звездной карты.

     XI.            Определение величины уравнения времени в интересующую нас дату.

Для этого определяем прямые восхождения среднего экваториального и истинного Солнц:         η=α_ср – α_экв.

Например: уравнение времени на 20 сентября –

α_экв. =13^h37^m,   α_ср=13^h52^m,  η=13^h52^m - 13^h37^m = 0^h15^m

  XII.            Определение величины звездного времени в любой момент.

Для этого карта устанавливается на определенную дату и время. Звездное время равно прямому восхождению Кульминирующих светил. Его величину можно отсчитать по шкале прямых восхождений против цифры 12 часов накладного круга.

Учимся решать задачи по астрономии:  

Решение задач (примеры)

Занимательные ребусы о созвездиях: 

Созвездия, ребусы

Конспекты по астрономии