Горизонтальная система координат

НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ

В астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере используют свои системы координат. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами, определяющими положение объектов на небесной сфере. Система небесных координат является сферической системой координат, в которой третья координата — расстояние — не используется.

Экваториальная система координат

В настоящее время для ориентации среди звёзд астрономы использу­ют небесные координаты, среди которых особое место за­нимает экваториальная система координат. В её основе лежит небесный экватор — проекция земного экватора на небесную сферу.

Эклиптика и экватор пересекаются в точках весен­него (Υ ипсилон) и осеннего (Ω омега) равноденствия, в них Солнце бывает соответственно в дни весеннего и осеннего рав­ноденствия, когда продолжительность дня равна продол­жительности ночи.

Точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыб и служит начальной точкой, от которой в направлении против часовой стрелки отсчитывается координата прямое восхождение, которую обычно обозначают буквой α. Эта координата является аналогом долготы в географических координатах.

В астрономии принято прямое восхожде­ние измерять в часовой мере, а не в градус­ной. Принято, что полная окружность со­ставляет 24 ч.

Вторая координата светила — склоне­ние — обозначается буквой δ(дельта) и является ана­логом широты; измеряют её в градусной мере. Так, звезда Альтаир (α Орла) имеет следую­щих координаты: α = 19^ч 48^м 18^е; δ = +8 44'.

Измеренные координаты звёзд хранят в каталогах. По ним строят звёздные карты, которые используются при поиске нужных светил.

Астрономы пользуются ещё одной координатой звёзд — часовым углом (t), который измеряется дугой QМ₁ и меня­ется со временем.

Горизонтальная система координат

На практике ча­сто используют горизонтальную систему координат, ко­торая непосредственно связана с наблюдателем и его ме­стоположением на поверхности Земли.

В этой системе координат основной линией является горизонт, а точнее — математически горизонт. Найти эту линию на небесной сфере легко. Для этого вначале нужно провести вертикальную линию. Это можно сделать с помощью отвеса. Эта линия пересечёт небесную сферу в точке зенита Z как раз у нас над головой. Пло­скость, перпендикулярная вертикальной линии, — пло­скость горизонта, а линия пересечения этой плоскости с небесной сферой — математический горизонт. Небесный экватор пересекает горизонт в двух точках: востока (Е — East) и запада (W — West).

Большой круг небесной сферы, который проходит че­рез зенит и полюсы мира, называют небесным мериди­аном. Небесный меридиан пересекает горизонт в точках севера (N — North) и юга (S — South).

Угловое расстояние светила от горизонта называется высотой и обозначается h (эта ко­ордината аналогична географической широ­те). Высота измеряется в градусной мере от О до +90°. Если светило под горизонтом, то вы­сота отрицательная.

От точки юга вдоль горизонта по часовой стрелке (к западу) отсчитывается вторая ко­ордината светила — азимут А (эта координа­та аналогична географической долготе). Ази­мут также измеряется в градусной мере от 0 до 360°.

Высота h_p полюса мира над горизонтом на­зывается широтой места φ.

Итак, горизонтальные координаты полю­са мира: высота (широта) h_p = φ, азимут (дол­гота) А = 180°.

Горизонтальная система координат удобна для измерений, но неудобна тем, что из-за суточного вращения небесной сферы координаты светил непрерывно меняются. Светила восходят, поднимаются до максимальной высоты и заходят.

При восходе и заходе светило имеет высоту h = 0°. Максимальную высоту светило имеет, когда пересекает небесный меридиан над точкой юга. Это явление называ­ют верхней кульминацией.

Когда светило имеет минимальную высоту над гори­зонтом, то говорят о нижней кульминации. Если светила не заходят в данном месте, то верхняя и нижняя кульми­нации происходят над горизонтом. Если светила невос­ходящие и находятся всегда под горизонтом, то верхняя и нижняя кульминации происходят всегда под горизон­том. У звёзд, которые восходят и заходят, верхняя куль­минация происходит над горизонтом, а нижняя— под горизонтом.

Например, в Москве высота полюса мира равна

h _р = φ = 55° 45'.

Все светила, у которых склонение δ > φ = 55° 45', в Москве не заходят, а светила, у которых δ < -55°45', в Москве ни­когда не восходят — это звёзды и созвездия Южного по­лушария, находящиеся около Южного полюса мира.