АСТРОНОМІЯ - ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ - ФОЛІО 2005

ІІ

ОСНОВНІ КОНЦЕПЦІЇ АСТРОНОМІЇ

Координати на небесній сфері

Споконвіку головною метою вивчення положень небесних об’єктів на небі було вдосконалення навігаційних засобів та підвищення точності визначення географічних координат і т. п.

Уявіть собі, що Земля знаходиться в центрі гігантської небесної сфери. Це спростить сприйняття системи небесних координат, з якими ми починаємо знайомство. З місця спостереження вам здається, що небесна сфера кожної доби ніби обертається навколо нас. Але, окрім цього, ми можемо використовувати модель небесної сфери, щоб указувати місце Сонця, планет або зірок на небі саме так, як ми робимо це з географічними точками, коли користуємося глобусом. Така модель, щоправда, даватиме нам змогу показати видиме місцезнаходження певного об’єкта на небі, а не його істинне місце у просторі Всесвіту. До того ж, порівнюючи відстані між об’єктами, ми зможемо оперувати лише відносними кутовими відстанями, тобто не зможемо вказати справжні відстані між об’єктами. Проте, використовуючи прийняту нами модель небесної сфери, ми можемо скористатися нею, як мапою: визначити положення об’єкта за допомогою встановлення спеціальних елементів, таких як екватор, полюси та сітка координат.

Абсолютно випадково в процесі вирішення зовсім інших астрономічних завдань в Аресібо, Пуерто-Рико, групою американських астрономів із Корнельського університету була знайдена дуже велика хмара нейтрального водню. У поперечнику ця хмара в 10 разів більша за нашу Галактику, а маса водню в хмарі майже в мільярд разів перевищує масу нашого денного світила. Хмара спостерігається в напрямку сузір’я Лева на відстані близько 65 мільйонів світлових років від Землі. Вона обертається навколо власної осі зі швидкістю 80 км/с. Як передбачають учені, з цієї гігантської водневої газової хмари можливе народження нової галактики. Таким чином, під сумнівом може опинитися розповсюджена і досить популярна теорія Великого Вибуху, згідно з якою всі галактики народилися одночасно в результаті колосального вибуху у Всесвіті.

Таким чином, маємо дві специфічні точки — полюси, а також екватор. Полюс на небі називається полюсом світу і знаходиться в уявній точці, де вісь обертання Землі перетинає нашу небесну сферу. З вашого місця спостереження здається, що зоряне небо обертається саме навколо цієї точки. Вирізняють Північний та Південний полюси світу. Проведемо аналогію із земними полюсами і екватором, і стане зрозуміло, де знаходиться небесний екватор. Доповнимо цю аналогію небесними координатами, що будуть відповідати географічним довготі та широті. Так, перпендикулярно екватору піде відлік небесної довготи — прямого сходження (позначається а), а паралельно йому пройдуть лінії небесної широти — схилення (позначається δ). Схилення вимірюється у градусах дуги та приймає значення від —90° (Південний полюс світу) до +90° (Північний полюс світу). Схилення на екваторі дорівнює 0°. Пряме сходження вимірюється в годинах, хвилинах, секундах і долях секунди у відповідності зі співвідношенням 1год =15°, 1° = 4ХВ. Точкою відліку прийнято вважати точку весняного рівнодення, що відповідає переходу Сонця із південної небесної півкулі до північної. Проте через прецесію земної осі ця точка зміщується, тому координати визначаються на певну епоху. Наприклад, у сучасних астрономічних календарях координати наведено на епоху 2000,0, і це означає, що за точку відліку взятеположення точки весняного рівнодення на початок 2000 року. Викладена теорія в астрономічній науці має назву екваторіальної системи координат.

Земля знаходиться в центрі уявної небесної сфери

Є на небі ще дві лінії, які мають теоретичне та практичне значення. Перша з них — це так звана екліптика. Вона являє собою видимий шлях Сонця на фоні зірок протягом року. Приблизно цим же шляхом подорожують на небі Місяць та планети. Екліптика нахилена до площини небесного екватора під кутом 23,5°. Таким чином, у день літнього сонцестояння наша денна зірка має максимальне схилення — +23,5°, у дні рівнодення — нульове його значення, а в день зимового сонцестояння її схилення набуває свого мінімального значення 23,5°. Тепер стає зрозумілим, чому влітку світловий день значно довший за зимовий. Друга лінія називається меридіаном і проходить через зеніт у напрямку з півночі на південь. Проходячи через цю лінію, небесні об’єкти досягають найвищої точки над місцевим горизонтом.

Відлік координат на небесній сфері на прикладі зірки Вега

Через те, що вісь обертання Землі нахилена до площини її навколосонячної орбіти на 23,5°, лінія екліптики теж нахилена до небесного екватора під таким самим кутом

Використання небесної системи координат дає нам змогу зробити кілька важливих висновків. По-перше, полюс світу знаходиться на півночі на висоті, що дорівнює географічній широті місця спостереження. По-друге, найвище над горизонтом екватор піднімається на півдні, де його висота дорівнює 90°—φ. Стає очевидним, що всі об’єкти, які мають схилення більше за значення 90°— φ, ніколи не заходять за горизонт у даному місці спостереження, а об’єкти, що мають схилення менше за значення — (90°—φ), ніколи не з’являються над горизонтом у даному місці спостереження.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити