Главная>Небесная сфера

Небесная сфера

Наши глаза позволяют видеть окружающий нас мир стереоскопически. Это значит, что мы до определенных пределов можем ощутить глубину разглядываемых нами объектов. Для объектов, удаленных на несколько километров, эта способность уменьшается, и мы видим плоскую панораму. В небе глубина отсутствует абсолютно. Сильно удаленные друг от друга светила, например Луна и какая-нибудь звезда, кажутся наблюдателю равноудаленными от него. В нашем восприятии небо — гигантская сфера, и звезды, расположенные на ней, находятся на одинаковом от нас расстоянии.
Эта небесная сфера, в центре которой находится Земля, — воображаемая шарообразная поверхность, к которой «приклеены» небесные объекты. И поэтому мы можем подумать, наблюдая за небом, что расстояния от небесных объектов до нас равны между собой.

Небесные ориентиры. Одна из первых проблем, с которыми сталкиваются наблюдающие за небом, — это ориентирование в звездах.
Для этого звезды объединены в группы, называемые созвездиями, что помогает чувствовать себя в небе, как дома. В течение веков разные народы, наблюдая за звездами, по-разному объединяли их в созвездия, т. е. разница была в том, как они эти звезды группировали. Это вносило некоторую произвольность при определении созвездий и их границ. Для удобства лучше иметь универсальную совокупность созвездий. Исходя из этих соображений, Международный астрономический союз установил в 1930 году условные границы и названия 88 созвездий, покрывающих небесный свод.
Однако не существует точной системы ориентации в созвездиях. Поэтому лучше всего использовать небесные координаты.

Небесная сфера

Высота и азимут. Другой очень практичный метод локализации объектов на небесной сфере — это использование «высоты» и «азимута». Высота определяется как кратчайшее угловое расстояние от горизонта до объекта. Азимут — угловое расстояние от северной точки горизонта до объекта, измеряемое в восточном направлении. Вместе эти две величины составляют «горизонтальные координаты». Преимущества такой системы координат заключены в том, что известны азимуты и высоты некоторых объектов, и поэтому их можно найти в небе, лишь сориентировавшись по странам света. Недостаток ее заключается в том, что высота и азимут не являются абсолютными величинами, а зависят как от положения наблюдателя, так и от времени наблюдения.

Движение небесной сферы. Из-за вращения Земли вокруг своей оси возникает иллюзия, что небесная сфера всю ночь вращается с востока на запад. Это происходит потому, что звезды появляются перед наблюдателем с востока, постепенно поднимаются над горизонтом достигая максимальной высоты, проходят через меридиан (то есть над южной точкой горизонта — для наблюдателя, находящегося в Северном полушарии, для наблюдателя, находящегося в Южном полушарии, — над северной точкой горизонта) и скрываются за горизонт на западе. Давайте рассмотрим, что увидит наблюдатель, находящийся в Северном полушарии (для Южного полушария все будет так же, только север поменяется с югом местами).

Южная сторона горизонта — это та, где движения звезд наиболее заметны, и, наоборот, на северной стороне кажется, что звезды движутся очень медленно, пока не поравняются с Полярной звездой, которая кажется почти неподвижной. В этом месте воображаемая ось вращения Земли пересекает небесную сферу. Все же остальные звезды совершают круговое движение вокруг Полярной звезды с периодом, равным периоду вращения Земли, — 24 ч. Те, что находятся ближе к Полярной звезде, описывают маленькие круги, но чем дальше (к югу) звезда, тем большего диаметра круг она описывает, и, начиная с определенного диаметра, этот круг частично уходит за линию горизонта. Поэтому некоторые звезды заходят, для того чтобы через какое-то время снова взойти. Каждое созвездие восходит и проходит через меридиан в разные часы, в зависимости от времени года.
Часть неба вблизи Полярной звезды всегда видна — в любое время ночи и года. Здесь находятся так называемые приполярные созвездия. Площадь области, занятой приполярными созвездиями, зависит от широты, на которой находится наблюдатель. Если он находится на Северном полюсе, все звезды — приполярные, а это значит, что всегда, независимо от времени или даты, видна одна и та же часть неба. И наоборот, на экваторе нет ни одной приполярной звезды. По этой причине, если иметь время и возможность дождаться нужного часа и даты, можно увидеть любую звезду более или менее высоко над горизонтом.
На средних широтах, например в Италии, приполярная область охватывает только часть небесной сферы, находящуюся между Полярной звездой и северной точкой горизонта.