Joon, mille ümber taevasfäär pöörleb. Taevasfäär
Taevasfäär nimetatakse suvalise raadiusega kujuteldavaks sfääriks, mille keskpunkt on punktis suvaline punkt, mille pinnale on kantud valgustite asukohad sellisena, nagu need on taevas nähtaval mingil ajahetkel antud punktist.
Taevasfäär pöörleb. Seda pole raske kontrollida lihtsalt taevakehade asendi muutumise jälgimisega vaatleja või horisondi suhtes. Kui suunate kaamera tähele Ursa Minor ja avage objektiiv mitu tundi, siis fotoplaadil olevad tähtede kujutised kirjeldavad kaarte, mille kesknurgad on samad (joonis 17). Materjal saidilt
Pöörlemise tõttu taevasfäär iga valgusti liigub väikeses ringis, mille tasapind on paralleelne ekvaatori tasandiga - igapäevane paralleel. Nagu on näha jooniselt 18, võib päevaparalleel ristuda matemaatilist horisonti, kuid ei pruugi seda ristuda. Horisondi ristumiskohta valgustiga nimetatakse päikesetõus, kui see läheb üle taevasfääri ülemisse ossa, ja sättides, millal valgusti läheb taevasfääri alumisse ossa. Juhul, kui igapäevane paralleel, mida mööda valgusti liigub, ei ületa horisonti, nimetatakse valgustit nn. mittetõusev või mittekülastajad olenevalt asukohast: alati taevasfääri ülemises või alati alumises osas.
Taevasfääri punktid ja jooned – kuidas leida almukantaraati, kust läbib taevaekvaator, mis on taevameridiaan.
Mis on taevasfäär
Taevasfäär– abstraktne mõiste, lõpmata suure raadiusega kujuteldav sfäär, mille keskpunkt on vaatleja. Sel juhul on taevasfääri keskpunkt justkui vaatleja silmade tasemel (teisisõnu, kõik, mida näete oma pea kohal horisondist horisondini, on just see sfäär). Tajumise hõlbustamiseks võime aga pidada taevasfääri keskpunktiks ja Maa keskpunktiks, selles pole viga. Tähtede, planeetide, Päikese ja Kuu asukohad kantakse sfäärile sellises asendis, milles nad on vaatleja antud asukohapunktist teatud ajahetkel taevas nähtavad.
Teisisõnu, kuigi taevasfääril tähtede asukohta jälgides, näeme planeedi erinevates kohtades olles pidevalt pisut erinevat pilti, teades taevasfääri “töö” põhimõtteid, vaadates öises taevas saame lihtsa tehnoloogia abil hõlpsasti orienteeruda. Teades vaadet punktis A, võrdleme seda taevavaatega punktis B ning tuttavate orientiiride kõrvalekallete järgi saame aru, kus me praegu täpselt oleme.
Inimesed on juba pikka aega välja pakkunud mitmeid tööriistu meie ülesande hõlbustamiseks. Kui navigeerite "maapealsel" maakeral lihtsalt laius- ja pikkuskraadi kasutades, on terve rida sarnaseid elemente - punkte ja jooni - ka "taevase" maakera - taevasfääri jaoks.
Taevasfäär ja vaatleja asukoht. Kui vaatleja liigub, liigub kogu talle nähtav sfäär.
Taevasfääri elemendid
Taevasfääril on mitmeid iseloomulikke punkte, jooni ja ringe, vaatleme taevasfääri põhielemente.
Vaatleja vertikaalne
Vaatleja vertikaalne- sirgjoon, mis läbib taevasfääri keskpunkti ja langeb kokku vaatleja punktis oleva loodijoone suunaga. Zenith- vaatleja vertikaali ja taevasfääri lõikepunkt, mis asub vaatleja pea kohal. Nadir- vaatleja vertikaali ja taevasfääri lõikepunkt, mis on seniidi vastas.
Tõeline horisont- suur ring taevasfääril, mille tasapind on vaatleja vertikaaliga risti. Tõeline horisont jagab taevasfääri kaheks osaks: horisondi kohal olev poolkera, mille juures asub seniit ja subhorisontaalne poolkera, milles madalaim asub.
Axis mundi (Maa telg)- sirgjoon, mille ümber toimub taevasfääri nähtav igapäevane pöörlemine. Maailma telg on paralleelne Maa pöörlemisteljega ja Maa ühel poolusel asuva vaatleja jaoks langeb see kokku Maa pöörlemisteljega. Taevasfääri päevane näiv pöörlemine peegeldab Maa tegelikku igapäevast pöörlemist ümber oma telje. Taevapoolused on maailma telje ja taevasfääri lõikepunktid. Taevapoolust, mis asub Väikese Ursa tähtkuju piirkonnas, nimetatakse põhjapoolus maailm ja vastaspoolust nimetatakse lõunapoolus.
Taevasfääril asuv suurring, mille tasapind on risti maailma teljega. Taevaekvaatori tasapind jagab taevasfääri kaheks osaks põhjapoolkera, milles asub põhjapoolus ja lõunapoolkera, kus asub lõunapoolus.
Või on vaatleja meridiaan suur ring taevasfääril, mis läbib maailma poolusi, seniidi ja nadiiri. See langeb kokku vaatleja maise meridiaani tasandiga ja jagab taevasfääri idapoolne Ja läänepoolkera.
Põhja- ja lõunapunktid- taevameridiaani ja tõelise horisondi lõikepunkt. Maailma põhjapoolusele lähimat punkti nimetatakse tõelise horisondi C põhjapunktiks ja maailma lõunapoolusele lähimat punkti nimetatakse lõunapunktiks S. Ida ja lääne punktid on taevaekvaatori ristumiskoht tõelise horisondiga.
Keskpäevane joon- sirgjoon tõelise horisondi tasapinnal, mis ühendab põhja- ja lõunapunkte. Seda joont nimetatakse keskpäevaks, kuna kohaliku tõelise päikeseaja järgi kattub keskpäeval vertikaalse pooluse vari selle joonega, st antud punkti tõelise meridiaaniga.
Taevameridiaani lõikepunktid taevaekvaatoriga. Horisondi lõunapunktile lähimat punkti nimetatakse taevaekvaatori lõunapunkt, ja horisondi põhjapunktile lähim punkt on taevaekvaatori põhjapunkt.
Valgusti vertikaalne
Valgusti vertikaalne, või kõrgus ring, - suur ring taevasfääril, mis läbib seniidi, madalaimat ja valgustit. Esimene vertikaal on vertikaal, mis läbib ida ja lääne punkte.
Deklinatsiooniring, või , on suur ring taevasfääril, mis läbib maailma pooluseid ja valgustit.
Väike ring taevasfääril, mis on tõmmatud läbi valgusti, mis on paralleelne taevaekvaatori tasandiga. Valgustite näiline igapäevane liikumine toimub mööda igapäevaseid paralleele.
Almucantarati valgustid
Almucantarati valgustid- väike ring taevasfääril, mis on tõmmatud läbi valgusti, mis on paralleelne tõelise horisondi tasandiga.
Lahendamiseks kasutatakse aktiivselt kõiki ülalmainitud taevasfääri elemente praktilisi probleeme ruumis orienteerumine ja valgustite asukoha määramine. Olenevalt eesmärgist ja mõõtmistingimustest kasutatakse kahte erinevat süsteemi sfäärilised taevakoordinaadid.
Ühes süsteemis on valgusti orienteeritud tegeliku horisondi suhtes ja seda nimetatakse selleks süsteemiks, teises aga taevaekvaatori suhtes ja seda nimetatakse.
Kõigis nendes süsteemides määrab tähe asukoht taevasfääril kahe nurksuuruse järgi, nagu ka punktide asukoht Maa pinnal määratakse laius- ja pikkuskraadide abil.
Loeng nr 2. Taevasfäär, selle põhipunktid.
1. Horisontaalsed ja ekvatoriaalsed taevakoordinaatide süsteemid.
2. Õige ülestõus. Valgusti deklinatsioon.
3. Õhtuste pidude korraldamine astronoomilised vaatlused tähine taevas.
Taevasfäär. Põhipunktid, jooned ja ringid taevasfääril
Taevasfäär on mis tahes raadiusega kera, mille keskpunkt asub suvalises ruumipunktis. Sõltuvalt ülesande sõnastusest võetakse selle keskpunktiks vaatleja silm, instrumendi keskpunktiks, Maa keskpunktiks jne.
Vaatleme taevasfääri põhipunkte ja ringe, mille keskpunktiks on võetud vaatleja silm (joon. 72). Tõmbame loodijoone läbi taevasfääri keskpunkti. Loodjoone ja kera lõikepunkte nimetatakse seniidiks Z ja madalaimaks n.
Riis. 72.
Loodjoonega risti taevasfääri keskpunkti läbivat tasapinda nimetataksetõelise horisondi tasapind.
See taevasfääriga lõikuv tasapind moodustab suure ringi, mida nimetatakse tõeliseks horisondiks. Viimane jagab taevasfääri kaheks osaks: horisondi kohal ja horisondi all.
Maa teljega paralleelset taevasfääri keskpunkti läbivat sirgjoont nimetatakse mundi teljeks. Maailma telje ja taevasfääri lõikepunkte nimetatakse maailma poolused. Ühte poolust, mis vastab Maa poolustele, nimetatakse põhjataevapooluseks ja tähistatakse Pn-ga, teine on lõunataevapoolus Ps.
Maailma teljega risti taevasfääri keskpunkti läbivat QQ tasapinda nimetatakse taevaekvaatori tasapind. See taevasfääriga lõikuv tasapind moodustab suure ringi -taevaekvaator, mis jagab taevasfääri põhja- ja lõunaosadeks.
Taevasfääri suurt ringi, mis läbib taevapoolusi, seniiti ja nadiiri nimetatakse vaatleja meridiaan PN nPsZ. Mundi telg jagab vaatleja meridiaani keskpäevaste PN ZP-de ja kesköö PN nP-de osadeks.
Vaatleja meridiaan lõikub tõelise horisondiga kahes punktis: põhjapunktis N ja lõunapunktis S. Põhja- ja lõunapunkte ühendavat sirget nimetatakse nn. keskpäevane rida.
Kui vaadata sfääri keskpunktist punkti N, siis paremal on punkt ida pool O St , ja vasakul on lääne lääne punkt. Taevasfääri aa väikesed ringid, mis on paralleelsed tõelise horisondi tasapinnaga, on nn.almukantaraadid; väike bb" paralleelne taevaekvaatori tasapinnaga, -taevalikud paralleelid.
Seniidi- ja madalaimaid punkte läbivaid taevasfääri Tsooni ringe nimetatakse nn. vertikaalid. Ida- ja läänepunkte läbivat vertikaaljoont nimetatakse esimeseks vertikaaliks.
Taevapoolusi läbivate PNoP-de taevasfääri ringid nn. deklinatsiooniringid.
Vaatleja meridiaan on nii vertikaalne kui ka deklinatsiooniring. See jagab taevasfääri kaheks osaks – ida- ja lääneosa.
Horisondi kohal (horisondi all) paiknevat taevapoolust nimetatakse kõrgendatud (langetatud) taevapooluseks. Kõrgendatud taevapooluse nimi on alati sama, mis koha laiuskraadi nimi.
Maailma telg moodustab tõelise horisondi tasapinnaga nurga, mis on võrdne koha geograafiline laiuskraad.
Valgustite asukoht taevasfääril määratakse sfääriliste koordinaatsüsteemide abil. Merendusastronoomias kasutatakse horisontaalseid ja ekvatoriaalseid koordinaatsüsteeme.
Taevasfääri idee tekkis iidsetel aegadel; see põhines visuaalsel muljel kuplikujulise taevavõlvi olemasolust. Selline mulje on tingitud asjaolust, et taevakehade tohutu kauguse tõttu ei suuda inimsilm hinnata nende kauguste erinevusi ja need tunduvad võrdselt kauged. Muistsete rahvaste seas seostati seda reaalse sfääri olemasoluga, mis piiras kogu maailma ja kandis selle pinnal arvukalt tähti. Seega oli taevasfäär nende arvates Universumi kõige olulisem element. Teaduslike teadmiste arenedes kadus selline vaade taevasfäärile. Iidsetel aegadel kehtestatud taevasfääri geomeetria sai aga arendamise ja täiustamise tulemusena moodne välimus, milles seda kasutatakse astromeetrias.
Taevasfääri elemendid
Loodejoon ja sellega seotud mõisted
Diagramm, mis näitab suhet , Ja (erinevates definitsioonides). Pange tähele, et seniit on madalaima vastas.
Loosijoon - sirgjoon, mis läbib taevasfääri keskpunkti ja vaatluspunkti Maa pinnal. Loosijoon lõikab taevasfääri pinda kahes punktis - vaatleja pea kohal ja vaatleja jalge all.
Tõeline (matemaatiline) horisont - taevasfääri suurring, mille tasapind on nööriga risti. Tõeline horisont jagab taevasfääri pinna kaheks poolkeraks:nähtav poolkera mille tipp on seniidis janähtamatu poolkera tipuga madalaimal tasemel. Tegelik horisont ei kattu nähtava horisondiga vaatluspunkti kõrguse tõttu ülalpool maa pind, ja ka valguskiirte paindumise tõttu atmosfääris.
Kõrgus ring või vertikaalne valgusti - taevasfääri suur poolring, mis läbib valgustit, seniidi ja madalaimat.Almucantarat (araabia" ") - taevasfääri väike ring, mille tasapind on paralleelne matemaatilise horisondi tasandiga. Kõrgusringid ja almukantaraadid moodustavad koordinaatide ruudustiku, mis määrab valgusti horisontaalsed koordinaadid.
Taevasfääri igapäevane pöörlemine ja sellega seotud mõisted
Maailma keskpunkti läbiv mõtteline joon, mille ümber taevasfäär pöörleb. Maailma telg lõikub taevasfääri pinnaga kahes punktis -maailma põhjapoolus Ja maailma lõunapoolus . Taevasfääri seestpoolt vaadates toimub taevasfääri pöörlemine vastupäeva ümber põhjapooluse.
Taevasfääri suurring, mille tasapind on risti maailma teljega ja läbib taevasfääri keskpunkti. Taevaekvaator jagab taevasfääri kaheks poolkeraks:põhjapoolne Ja lõunapoolne .
Valgusti deklinatsiooniring - taevasfääri suur ring, mis läbib maailma pooluseid ja antud valgustit.
Igapäevane paralleel - taevasfääri väike ring, mille tasapind on paralleelne taevaekvaatori tasandiga. Valgustite nähtavad igapäevased liikumised toimuvad mööda igapäevaseid paralleele. Deklinatsiooniringid ja päevaparalleelid moodustavad taevasfääril koordinaatide ruudustiku, mis määrab tähe ekvatoriaalkoordinaadid.
Mõisted, mis on sündinud mõistete "nooljoon" ja "taevasfääri pöörlemine" ristumiskohas
Taevaekvaator lõikab matemaatilist silmapiiriidapoolne punkt Ja punkt läände . Idapoolne punkt on see, kus pöörleva taevasfääri punktid tõusevad silmapiirilt. Idapunkti läbivat kõrguse poolringi nimetatakseesimene vertikaalne .
Taevameridiaan - taevasfääri suurring, mille tasapind läbib loodijoont ja maailma telge. Taevameridiaan jagab taevasfääri pinna kaheks poolkeraks:idapoolkera Ja läänepoolkera .
Keskpäevane joon - taevameridiaani tasandi ja matemaatilise horisondi tasandi lõikejoon. Keskpäevajoon ja taevameridiaan lõikavad matemaatilist horisonti kahes punktis:põhja punkt Ja punkt lõunasse . Põhjapunkt on see, mis asub maailma põhjapoolusele lähemal.
Päikese iga-aastane liikumine üle taevasfääri ja sellega seotud mõisted
P, P" - taevapoolused, T, T" - pööripäeva punktid, E, C - pööripäeva punktid, P, P" - ekliptika poolused, PP" - taevatelg, PP" - ekliptika telg, ATQT" - taevaekvaator, ETCT "- ekliptika
Taevasfääri suur ring, mida mööda toimub näiv aastane liikumine . Ekliptika tasand lõikub taevaekvaatori tasandiga nurga ε = 23°26" all.
Kahte punkti, kus ekliptika lõikub taevaekvaatoriga, nimetatakse punktideks. IN kevadine pööripäev Päike liigub oma iga-aastases liikumises taevasfääri lõunapoolkeralt põhja poole; Vsügisene pööripäev - alates põhjapoolkera lõuna poole. Punktideks nimetatakse kahte ekliptika punkti, mis asuvad pööripäevapunktidest 90° kaugusel ja on seega maksimaalselt kaugel taevaekvaatorist. . Suvine pööripäeva punkt asub põhjapoolkeral,talvise pööripäeva punkt - lõunapoolkeral. Need neli punkti on tähistatud sümbolitega♈ ), sügisene pööripäev - Kaalude märk (♎ ), talvine pööripäev - Kaljukitse märk (♑ ), suvine pööripäev - Vähi märk (♋ )
Ekliptika tasandiga risti oleva taevasfääri läbimõõt. Ekliptika telg lõikub taevasfääri pinnaga kahes punktis -ekliptika põhjapoolus , mis asub põhjapoolkeral jaekliptika lõunapoolus , mis asub lõunapoolkeral. Ekliptika põhjapoolusel on ekvatoriaalsed koordinaadid R.A. = 18h00m, dets. = +66°33" ja asub tähtkujus ja lõunapoolus on R.A. = 6h00m, Dec = -66°33" tähtkujus .
Ekliptilise laiuskraadi ring või lihtsalt laiuskraadi ring - taevasfääri suur poolring, mis läbib ekliptika poolusi.
Üks olulisemaid astronoomilisi probleeme, ilma milleta pole võimalik kõiki teisi astronoomiaprobleeme lahendada, on taevakeha asukoha määramine taevasfääril.
Taevasfäär- see on suvalise raadiusega kujuteldav sfäär, mida kirjeldatakse vaatleja silmast kui keskpunktist. Me projitseerime sellele sfäärile kõigi taevakehade asukoha. Kaugusi taevasfääril saab mõõta ainult nurgaühikutes, kraadides, minutites, sekundites või radiaanides. Näiteks Kuu ja Päikese nurga läbimõõt on ligikaudu 0. o 5.
Üks peamisi suundi, mille suhtes vaadeldava taevakeha asukoht määratakse, on loodijoon. Loodinöör kõikjal maakeral on suunatud Maa raskuskeskme poole. Loodejoone ja Maa ekvaatori tasapinna vahelist nurka nimetatakse astronoomiliseks laiuskraadiks.
Loodejoonega risti olevat tasapinda nimetatakse horisontaaltasand.
Igas Maa punktis näeb vaatleja poolt sfääri, mis pöörleb sujuvalt idast läände koos selle külge näivate tähtedega. Taevasfääri näiline pöörlemine on seletatav Maa ühtlase pöörlemisega ümber oma telje läänest itta.
Loodjoon lõikab taevasfääri ühes punktis seniit, Z ja punktis madalaim, Z".
 |
| Riis. 2. Taevasfäär |
Taevasfääri suurt ringi, mida mööda vaatleja silma läbiv horisontaaltasand (punkt C joonisel 2) lõikub taevasfääriga, nimetatakse nn. tõeline horisont. Tuletage meelde, et taevasfääri suur ring on ring, mis läbib taevasfääri keskpunkti. Ringe, mis moodustuvad taevasfääri lõikumisel tasanditega, mis ei läbi selle keskpunkti, nimetatakse väikesteks ringideks.
Maa teljega paralleelset ja taevasfääri keskpunkti läbivat joont nimetatakse axis mundi. Ta ületab taevasfääri maailma põhjapoolus, P ja sisse maailma lõunapoolus P".
Jooniselt fig. 1 näitab, et maailma telg on tõelise horisondi tasapinna suhtes nurga all. Taevasfääri näiv pöörlemine toimub ümber maailma telje idast läände, vastupidises suunas läänest itta pöörlevale Maa tõelisele pöörlemisele.
Taevasfääri suurt ringi, mille tasapind on risti maailma teljega, nimetatakse taevaekvaator. Taevaekvaator jagab taevasfääri kaheks osaks: põhja- ja lõunaosa. Taevaekvaator on paralleelne Maa ekvaatoriga.
Loodjoont ja maailma telge läbiv tasapind lõikub piki joont taevasfääriga taevameridiaan. Taevameridiaan lõikub tõelise horisondiga kell punktid põhja, N ja lõuna, S. Ja nende ringide tasapinnad ristuvad mööda keskpäevane rida. Taevameridiaan on projektsioon maameridiaani taevasfäärile, millel vaatleja asub. Seetõttu on taevasfääril ainult üks meridiaan, sest vaatleja ei saa olla korraga kahel meridiaanil!
Taevaekvaator lõikub tõelise horisondiga punktid ida, E ja lääne, W. EW joon on keskpäevajoonega risti. Punkt Q on ekvaatori kõrgeim punkt ja Q" on ekvaatori madalaim punkt.
Nimetatakse suuri ringe, mille tasapinnad läbivad loodijoont vertikaalid. Punkte W ja E läbivat vertikaaljoont nimetatakse esimene vertikaalne.
Nimetatakse suurringe, mille tasandid läbivad maailma telge deklinatsiooniringid või tunniringid.
Taevasfääri väikesed ringid, mille tasandid on paralleelsed taevaekvaatoriga, nimetatakse taevalikud või igapäevased paralleelid. Neid nimetatakse ööpäevasteks, sest mööda neid toimub taevakehade igapäevane liikumine. Ekvaator on ka igapäevane paralleel.
Taevasfääri väikest ringi, mille tasapind on paralleelne horisondi tasandiga, nimetatakse almukantaraat.
Küsimused
1 . Kas Maal on kohta, kus taevasfääri pöörlemine toimub ümber loodijoone?
Ülesanded
1. Joonistage joonisele taevasfäär projektsioonis horisondi tasapinnale.
Lahendus: Teatavasti on mis tahes punkti A projektsioon mis tahes tasapinnale tasandi ja punktist A tasapinnale tõmmatud risti lõikepunkt. Tasapinnaga risti oleva lõigu projektsioon on punkt. Tasapinnaga paralleelse ringi projektsioon on tasapinnal sama ring, tasandiga risti oleva ringjoone projektsioon on segment ja tasapinnaga kallutatud ringi projektsioon on ellips, mida lamedamaks, seda lähemal kaldenurk on 90 o. Seega, et joonistada taevasfääri projektsioon mis tahes tasapinnale, on vaja langetada ristid taevasfääri kõigist punktidest sellele tasapinnale. Toimingute jada on järgmine. Kõigepealt peate joonistama projektsioonitasandil asuva ringi, sel juhul on see horisont. Seejärel joonistage kõik punktid ja jooned, mis asuvad horisondi tasapinnal. Sel juhul on selleks taevasfääri C keskpunkt ja lõuna-S, põhja-N, ida-E ja lääne pool asuvad punktid, samuti keskpäeva joon NS. Järgmisena langetame taevasfääri ülejäänud punktidest ristid horisondi tasapinnale ja leiame, et seniidi Z, nadiiri Z" ja loodijoone ZZ" projektsioon horisondi tasapinnale on punkt, mis langeb kokku taevasfääri keskpunktiga. taevasfäär C (vt joon. 3). Esimese vertikaali projektsioon on lõik EW, taevameridiaani projektsioon langeb kokku keskpäevajoonega NS. Taevameridiaanil asuvad punktid: poolused P ja P", samuti ekvaatori Q ja Q ülemine ja alumine punkt projitseeritakse seetõttu ka keskpäevajoonele. Ekvaator on taevasfääri suur ring, mis on kallutatud horisondi tasapinnale, nii et selle projektsioon on ellips, mis läbib punkte idas E, läänes W ning punktide Q ja Q projektsioone.
2. Joonista joonisele taevasfäär projektsioonis taevameridiaani tasapinnale.
Lahendus: Näidatud joonisel 4
3. Joonista joonisele taevasfäär projektsioonis taevaekvaatori tasapinnale.
4. Joonista joonisele taevasfäär projektsioonis esimese vertikaali tasapinnale.
Artikli sisu
TAEVASKEER. Kui vaatleme taevast, näivad kõik astronoomilised objektid paiknevat kuplikujulisel pinnal, mille keskel vaatleja asub. See kujuteldav kuppel moodustab kujuteldava sfääri ülemise poole, mida nimetatakse "taevasfääriks". See mängib astronoomiliste objektide asukoha määramisel olulist rolli.
Maa pöörlemistelg on Maa orbiidi tasandi (ekliptika tasandi) suhtes kallutatud ligikaudu 23,5°. Selle tasandi ristumiskoht taevasfääriga annab ringi - ekliptika, Päikese näiv teekond üle aasta. Maa telje orientatsioon ruumis jääb peaaegu muutumatuks. Seetõttu tõuseb see igal aastal juunis, kui telje põhjaots on Päikese poole kaldu, kõrgele taevasse põhjapoolkeral, kus päevad muutuvad pikaks ja ööd lühikeseks. Detsembris orbiidi vastasküljele liikunud Maa osutub lõunapoolkera poolt Päikese poole pööratuks ning meie põhjas muutuvad päevad lühikeseks ja ööd pikaks. cm. Samuti HOOAJAD .
Päikese ja kuu gravitatsiooni mõjul muutub aga järk-järgult Maa telje orientatsioon. Päikese ja Kuu mõjul Maa ekvaatorilisele mõhnale põhjustatud telje põhiliikumist nimetatakse pretsessiooniks. Presessiooni tulemusena pöörleb Maa telg aeglaselt ümber orbitaaltasandiga risti, kirjeldades 26 tuhande aasta jooksul koonust raadiusega 23,5°. Sel põhjusel pole poolus mõne sajandi pärast enam Põhjatähe lähedal. Lisaks toimuvad Maa teljel väikesed võnked, mida nimetatakse nutatsiooniks, mis on seotud Maa ja Kuu orbiitide elliptilisusega, aga ka sellega, et Kuu orbiidi tasapind on veidi kaldu Maa orbiidi tasandi suhtes. orbiit.
Nagu me juba teame, muutub taevasfääri välimus öö jooksul Maa pöörlemise tõttu ümber oma telje. Kuid isegi kui vaatlete taevast aastaringselt samal ajal, muutub selle välimus Maa pöörde tõttu ümber Päikese. Täielikuks 360° orbiidiks vajab Maa u. 365 1/4 päeva – ligikaudu üks kraad päevas. Muide, päev või täpsemalt päikesepäev on aeg, mille jooksul Maa pöörleb Päikese suhtes ühe korra ümber oma telje. See koosneb ajast, mis kulub Maa pöörlemiseks tähtede suhtes (“sideerpäev”), millele lisandub lühike aeg – umbes neli minutit –, mis on vajalik selleks, et pöörlemine kompenseeriks Maa orbiidi liikumist ühe kraadi võrra päevas. Seega aastaga ca. 365 1/4 päikselised päevad ja okei. 366 1/4 tärni.
Kui vaadeldakse Maa teatud punktist, siis pooluste lähedal asuvad tähed on kas alati horisondi kohal või ei tõuse kunagi sellest kõrgemale. Kõik teised tähed tõusevad ja loojuvad ning iga päev toimub iga tähe tõus ja loojumine 4 minutit varem kui eelmisel päeval. Mõned tähed ja tähtkujud tõusevad öösel taevasse talvel - me kutsume neid "talveks", teised aga "suveks".
Seega määrab taevasfääri välimus kolm korda: Maa pöörlemisega seotud kellaaeg; aastaaeg, mis on seotud pöördega ümber Päikese; pretsessiooniga seotud epohh (kuigi viimast efekti pole isegi 100 aasta pärast “silmaga” vaevu märgata).
Koordinaatide süsteemid.
Olemas erinevaid viise objektide asukoha näitamiseks taevasfääril. Igaüks neist sobib teatud tüüpi ülesande jaoks.
Alt-asimuut süsteem.
Objekti asukoha näitamiseks taevas vaatlejat ümbritsevate maiste objektide suhtes kasutatakse "alt-asimuuti" või "horisontaalset" koordinaadisüsteemi. See näitab horisondi kohal oleva objekti nurkkaugust, mida nimetatakse "kõrguseks", ja ka selle "asimuuti" - nurkkaugust piki horisonti tavapärasest punktist punktini, mis asub otse objekti all. Astronoomias mõõdetakse asimuuti punktist lõunast läände ning geodeesias ja navigatsioonis - punktist põhjast itta. Seetõttu peate enne asimuudi kasutamist välja selgitama, millises süsteemis see on näidatud. Taevapunkti, mis asub otse teie pea kohal, kõrgus on 90° ja seda nimetatakse seniidiks ning sellele diametraalselt vastupidist punkti (teie jalgade all) nimetatakse "nadiriks". Paljude probleemide puhul on oluline taevasfääri suur ring, mida nimetatakse "taevameridiaaniks"; see läbib maailma seniidi, nadiiri ja poolused ning ületab horisondi põhja- ja lõunaosas.
Ekvatoriaalsüsteem.
Maa pöörlemise tõttu liiguvad tähed pidevalt horisondi ja kardinaalsete punktide suhtes ning nende koordinaadid horisontaalses süsteemis muutuvad. Kuid mõne astronoomiaprobleemi korral peab koordinaatsüsteem olema vaatleja asukohast ja kellaajast sõltumatu. Sellist süsteemi nimetatakse "ekvatoriaalseks"; selle koordinaadid sarnanevad geograafilised laiuskraadid ja pikkuskraad. Selles määratleb Maa ekvaatori tasapind, mis on pikendatud taevasfääri ristumiskohani, peamise ringi - "taevaekvaatori". Tähe "deklinatsioon" sarnaneb laiuskraadiga ja seda mõõdetakse selle nurkkaugusega taevaekvaatorist põhja või lõuna pool. Kui täht on nähtav täpselt seniidis, siis on vaatluskoha laiuskraad võrdne tähe deklinatsiooniga. Geograafiline pikkuskraad vastab tähe "õigele tõusule". Seda mõõdetakse ida pool ekliptika ja taevaekvaatori lõikepunktist, millest Päike möödub märtsis, põhjapoolkeral kevade alguse päeval ja lõunapoolkeral sügisel. Seda astronoomia jaoks olulist punkti nimetatakse "Jäära esimeseks punktiks" või "kevadise pööripäeva punktiks" ja seda tähistab märk. Parempoolse tõusu väärtused on tavaliselt antud tundides ja minutites, arvestades, et 24 tundi võrdub 360°.
Teleskoopidega vaatlemisel kasutatakse ekvatoriaalset süsteemi. Teleskoop on paigaldatud nii, et see suudab pöörata idast läände ümber taevapooluse poole suunatud telje, kompenseerides sellega Maa pöörlemist.
Muud süsteemid.
Teatud eesmärkidel kasutatakse ka muid taevasfääri koordinaatsüsteeme. Näiteks kehade liikumise uurimisel Päikesesüsteem, kasutage koordinaatsüsteemi, mille põhitasand on Maa orbiidi tasapind. Galaktika ehitust uuritakse koordinaatsüsteemis, mille põhitasandiks on Galaktika ekvaatoritasand, mida taevas kujutab Linnuteed mööda kulgev ring.
Koordinaadisüsteemide võrdlus.
Horisontaal- ja ekvatoriaalsüsteemide olulisemad detailid on toodud joonistel. Tabelis on neid süsteeme võrreldud geograafilise koordinaatsüsteemiga.
| KOORDINAATSÜSTEEMIDE VÕRDLUS | |||
| Iseloomulik | Alt-asimuut süsteem | Ekvatoriaalsüsteem | Geograafiline süsteem |
| Peamine ring | Horisont | Taevaekvaator | Ekvaator |
| poolakad | Zeniit ja nadiir | Maailma põhja- ja lõunapoolus | Põhja- ja lõunapoolus |
| Nurgakaugus põhiringist | Kõrgus | Deklinatsioon | Laiuskraad |
| Nurgakaugus piki alusringi | Asimuut | Õige ülestõus | Pikkuskraad |
| Võrdluspunkt põhiringil | Lõunapunkt silmapiiril (geodeesias – põhjapunkt) |
Kevadine pööripäeva punkt | Ristmik Greenwichi meridiaaniga |
Üleminek ühest süsteemist teise.
Sageli on vaja arvutada selle ekvatoriaalsed koordinaadid tähe alt-asimutaalsete koordinaatide põhjal ja vastupidi. Selleks on vaja teada vaatlusmomenti ja vaatleja asukohta Maal. Matemaatiliselt lahendatakse ülesanne sfäärilise kolmnurga abil, mille tipud on seniidis, põhjapoolusel ja tähel X; seda nimetatakse "astronoomiliseks kolmnurgaks".
Nurka põhjataevapooluse tipuga vaatleja meridiaani ja taevasfääri mingisse punkti suunduva suuna vahel nimetatakse selle punkti "tunninurgaks"; seda mõõdetakse meridiaanist lääne pool. Kevadise pööripäeva tunninurka, mida väljendatakse tundides, minutites ja sekundites, nimetatakse vaatluspunktis “sidereal time” (Si. T. – sidereal time). Ja kuna tähe õigeks tõusuks on ka polaarnurk tema poole suunatud suuna ja kevadise pööripäeva punkti vahel, siis sidereaalne aeg võrdne kõigi vaatleja meridiaanil asuvate punktide õige tõusuga.
Seega taevasfääri mis tahes punkti tunninurk võrdne vahega sidereaalne aeg ja selle õige tõus:
Olgu vaatleja laiuskraad j. Kui on antud tähe ekvatoriaalsed koordinaadid a Ja d, siis selle horisontaalsed koordinaadid A Ja saab arvutada järgmiste valemite abil:
Saate lahendada ka pöördülesande: kasutades mõõdetud väärtusi A Ja h, teades aega, arvuta a Ja d. Deklinatsioon d arvutatakse otse viimasest valemist, seejärel arvutatakse eelviimasest N, ja esimesest, kui sidereaalaeg on teada, arvutatakse see a.
Taevasfääri kujutamine.
Teadlased on palju sajandeid otsinud parimaid viise taevasfääri esindamiseks uurimiseks või demonstreerimiseks. Pakuti välja kahte tüüpi mudelid: kahe- ja kolmemõõtmelised.
Taevasfääri saab tasapinnal kujutada samamoodi nagu kerakujulist Maad kaartidel. Mõlemal juhul on vaja valida geomeetriline projektsioonisüsteem. Esimene katse kujutada taevasfääri osi tasapinnal oli tähtkujude kaljumaalingud iidsete inimeste koobastes. Tänapäeval on olemas mitmesuguseid tähekaarte, mis on avaldatud käsitsi joonistatud või fotograafiliste täheatlastena, mis hõlmavad kogu taevast.
Vana-Hiina ja Kreeka astronoomid kujundasid taevasfääri mudelis, mida tuntakse "armillaarsfäärina". See koosneb metallist ringidest või rõngastest, mis on omavahel ühendatud, et näidata taevasfääri tähtsamaid ringe. Tänapäeval kasutatakse sageli tähegloobusi, millele on märgitud tähtede asukohad ja taevasfääri põhiringid. Armillaarsfääridel ja gloobustel on ühine puudus: tähtede asukohad ja ringide märgid on märgitud nende välisele kumerale küljele, mida me vaatame väljastpoolt, samal ajal kui me vaatame taevast "seestpoolt" ja tähed näivad meile olevat paigutatud taevasfääri nõgusale küljele. See põhjustab mõnikord segadust tähtede ja tähtkujude liikumissuundades.
Taevasfääri kõige realistlikuma esituse annab planetaarium. Tähtede optiline projektsioon poolkerakujulisele ekraanile seestpoolt võimaldab väga täpselt reprodutseerida taeva välimust ja sellel olevate valgustite igasuguseid liikumisi.
