Вид звездного неба на различных широтах


Как вы думаете, почему происходит движение звезд по небу? Давайте вместе разбираться.

В результате вращения Земли вокруг своей оси возникает видимое суточное движение звезд по небесной сфере. Причем наша планета кружится с запада на восток, поэтому окружающие её объекты космоса имеют такое же направление.

Между прочим, если смотреть на небо всю ночь, то можно заметить плавное движение звезд и всей небесной сферы в пространстве. Такое перемещение по оси относительно места наблюдения называется суточным движением.

Суточное вращение звёзд
Суточное вращение звёзд

Как скорость влияет на движение звезд по небу

На самом деле, движение звезд практически незаметно. Поскольку их скорость передвижения намного меньше расстояния, которое лежит между Землей и ими. Собственно говоря, чем больше скорость, тем больше видимое движение звезд.


Какая звезда обладает наивысшей скоростью собственного движения

Если, конечно, не считать Солнце, по этому показателю выделяется звезда Барнарда. По оценке учёных, светило меняет свои угловые координаты на небе на 10 секунд в год. И это, несмотря на то, что это довольно тусклый карлик, расположенный на расстоянии 6 световых лет от нашей главной звезды.

Звезда Барнарда
Звезда Барнарда

Правда, другие звёздные объекты не могут похвастаться таким высоким собственным движением. Вероятно, от этого и зависит обманчивое впечатление их неподвижности.

Источник: kosmosgid.ru

На прошлых уроках мы с вами познакомились с картой звёздного неба. Напомним, что так называют проекцию небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.

Для построения звёздных карт за основной круг небесной сферы обычно принимают круг небесного экватора. В этом случае небесные координаты называются экваториальной системой координат. А координатами в ней служат склонение и прямое восхождение.


Вид звездного неба на различных широтах

Также мы с вами выяснили, что при суточном вращении звёздного неба, Полярная звезда, располагающаяся вблизи Северного полюса мира, на данной широте остаётся почти на одной высоте над горизонтом. Однако, если наблюдатель начнёт перемещаться с севера на юг, где географическая широта меньше, то Полярная звезда начнёт опускаться к горизонту.

Тогда логично предположить, что должна существовать некая зависимость между высотой полюса мира и географической широтой места наблюдения. Чтобы найти эту зависимость, давайте рассмотрим часть небесной сферы и земной шар в проекции на плоскость небесного меридиана.

Вид звездного неба на различных широтах

Пусть ОР — это часть оси мира, параллельная оси вращения Земли; OQ — проекция части небесного экватора, параллельного экватору Земли; OZ — отвесная линия. Тогда наблюдатель, находящийся в точке О будет видеть полюс мира на высоте, численно равной углу NOP.


Угол при центре Земли, образованный отвесной линией и географическим экватором, соответствует географической широте места наблюдения.

Так как радиус Земли в точке наблюдения перпендикулярен плоскости истинного горизонта, а ось мира перпендикулярна плоскости географического экватора, то эти два угла равны между собой как углы со взаимно перпендикулярными сторонами.

Таким образом получаем, что угловая высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения.

Вид звездного неба на различных широтах

Иными словами, измерив высоту полюса мира над горизонтом, мы легко сможем определить географическую широту места, с которого производится наблюдение.

Теперь обратите внимание на угол QOZ. Из рисунка видно, что это есть ни что иное, как склонение зенита, которое равно географической широте места наблюдения, а, следовательно, и высоте полюса мира над горизонтом.

Вид звездного неба на различных широтах


Полученное нами равенство характеризует зависимость между географической широтой места наблюдения и соответствующими горизонтальной и экваториальной координатами светила.

Как мы с вами говорили на прошлом уроке, суточные пути светил на небесной сфере — это окружности, плоскости которых параллельны небесному экватору. А в зависимости от места наблюдения, характер суточного движения звёзд, как и вид звёздного неба, меняется.

Проще всего разобраться в том, что и как происходит, на полюсах Земли. Полюс — это такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор — с горизонтом. Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе Земли, Полярная звезда будет располагаться в зените, звёзды будут двигаться по кругам, параллельным математическому горизонту, который совпадает с небесным экватором. При этом над горизонтом будут видны все звёзды, склонение которых положительно (на Южном полюсе, наоборот, будут видны все звезды, склонение которых отрицательно), а их высота в течение суток не будет изменяться.

Вид звездного неба на различных широтах

Переместимся в привычные для нас средние широты. Здесь уже ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту. Поэтому и суточные пути звёзд также будут наклонены к горизонту. Следовательно, на средних широтах наблюдатель сможет наблюдать восходящие и заходящие звёзды.


Вид звездного неба на различных широтах

Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта.

Помимо этого, часть звёзд, располагающихся в северных околополярных созвездиях, никогда не будут опускаться за горизонт. Такие звёзды принято называть незаходящими.

А звёзды, расположенные около Южного полюса мира для наблюдателя на средних широтах будут являться невосходящими.

Отправимся дальше — на экватор, географическая широта которого равна нулю. Здесь ось мира совпадает с полуденной линией (то есть располагается в плоскости горизонта), а небесный экватор проходит через зенит. Суточные пути всех, без исключения, звёзд перпендикулярны горизонту. Поэтому находясь на экваторе, наблюдатель сможет увидеть все звёзды, которые в течение суток восходят и заходят.

Вид звездного неба на различных широтах

Вообще, для того, чтобы светило восходило и заходило, его склонение по абсолютной величине должно быть меньше, чем
Вид звездного неба на различных широтах.

Если Вид звездного неба на различных широтах, то в Северном полушарии она будет являться незаходящей (для Южного — невосходящей).

Тогда очевидно, что те светила, склонение которых Вид звездного неба на различных широтах, являются невосходящими для Северного полушария (или незаходящими для Южного).

Для примера, давайте с вами по условиям восхода и захода, определим, какой является звезда дельта Стрельца, для наблюдателя, находящего на широте 55о 15’.


Вид звездного неба на различных широтах

При суточном вращении все звёзды два раза пересекают небесный меридиан. Это явление в астрономии получило название кульминацией светил.

Принято различать верхнюю и нижнюю кульминации. В момент верхней кульминации светило достигает наивысшей точки над горизонтом, ближайшей к зениту. Нижняя кульминация происходит через двенадцать часов после верхней кульминации.

Теперь найдём формулу, по которой можно рассчитать высоту светила в момент его верхней и нижней кульминаций. Для этого воспользуемся небесной сферой и некоторыми её основными линиями.

Вид звездного неба на различных широтах

Аналогичными рассуждениями можно получить формулу, определяющую высоту светила в момент его верхней кульминации к северу от зенита:


Вид звездного неба на различных широтах

Сравнив две формулы, не трудно найти и общую формулу высоты светила в момент его верхней кульминации:

Вид звездного неба на различных широтах

Здесь важно запомнить, что знак «плюс» перед скобками берётся тогда, когда светило кульминирует к югу от зенита (то есть его склонение меньше широты места наблюдения), а «минус», — когда к северу от зенита.

Предлагаем вам самостоятельно получить формулу для определения высоты светила в момент его нижней кульминации.

Обратите внимание на то, что, измерив склонение светила и его высоту в моменты кульминации, легко определить географическую широту, на которой находится наблюдатель.

Для закрепления материала, давайте с вами решим такую задачу.

Вид звездного неба на различных широтах

Источник: videouroki.net


уа3442

Принято считать, что днём звёзды не видны. Однако, с вершины горы Арарат (высота 5 000 м) яркие звёзды хорошо различаются даже в полдень. Небо там тёмно-синее. В телескоп с диаметром объектива 70 мм можно увидеть яркие звёзды даже с равнинной местности. Но всё-таки звёзды лучше всего наблюдать ночью, когда не мешает ослепительный свет Солнца.

Звёздное небо — одно из самых прекрасных зрелищ, которые существуют в природе. На всём небе невооружённым глазом можно увидеть около 6 000 звёзд (одновременно над горизонтом около 3 000).

Ещё с древности люди мысленно объединяли самые заметные звёзды в фигуры и называли их созвездиями. С созвездиями связывали мифы и легенды. Сегодня созвездием называют участок звёздного неба с условными границами, включающий в себя не только звёзды, но и другие объекты — туманности, галактики, скопления. Объекты, входящие в то или иное созвездие, ничем между собой не связаны, поскольку находятся, во-первых, от Земли на различных расстояниях, а во-вторых, границы созвездий условны, т.е. в любой момент могут быть изменены.

Сегодня на звёздном небе выделено 88 созвездий.


йу32

Приняты также и латинские названия созвездий. Все атласы звёздного неба, выпускаемые за рубежом, содержат латинские названия созвездий.

Созвездия можно разделить на три большие группы: человеческие (Водолей, Кассиопея, Орион…), животные (Заяц, Лебедь, Кит…) и предметные (Весы, Микроскоп, Щит…). Для лучшего запоминания созвездий заметные звёзды в них обычно соединяют линиями в многоугольники или причудливые фигуры. Ниже представлены: Большая Медведица, Волопас, Дева и Лев.

цв32

Раз созвездия — это участки, значит, у них имеется площадь. Площади созвездий различны. Самое большое по площади — Гидра. На втором месте — Дева. На третьем — Большая Медведица. Самое маленькое по площади созвездие — Южный Крест (в наших широтах не видно).

уакппуццпп

Созвездия различаются и количеством ярких звёзд. Больше всего ярких звёзд в Орионе.

Яркие звёзды созвездий имеют собственные названия (как правило, придуманные арабскими и греческими астрономами). Например, ярчайшая звезда в созвездии Лиры — Вега, в созвездии Лебедя — Денеб, в созвездии Орла — Альтаир. Запомни названия звёзд ковша Большой Медведицы:

ццаауу4

Звёзды в созвездиях имеют также обозначения. Для обозначения используются буквы греческого алфавита:

α — альфа

β — бета

γ — гамма

δ — дельта

ε — эпсилон

ζ — дзета

η — эта

и т.д. Стоит запомнить обозначение и произношение хотя бы семи первых греческих букв. Вот так обозначаются звёзды ковша Большой Медведицы:

арапооп

Обычно самая яркая звезда в созвездии обозначается буквой α (альфа). Но не всегда. Существуют и другие системы обозначения звёзд.

С древнейших времён составлялись звёздные карты. Обычно на них изображались не только звёзды, но и рисунки животных, людей и предметов, с которыми связывались созвездия. Поскольку порядка в наименовании и количестве созвездий не было, звёздные карты различались. Доходило до того, что различные астрономы пытались ввести свои созвездия (по-новому проведя контуры созвездий). Например, в 1798 г. астроном Лаланд предложил созвездие Воздушный Шар. В 1679 г. Галлей ввёл созвездие Дуб Карла. Было ещё много других экзотических названий (Вол Понятовского, Кошка, Регалии Фридриха и др.). Только в 1922 г. были окончательно проведены условные границы созвездий, было закреплено их количество и названия.

Для практических целей сегодня используют подвижную карту звёздного неба, состоящую из карты звёздного неба и накладного круга с вырезанным овалом. Вот карта:

й3

Звёзды обозначают кружками различных размеров. Чем больше кружок, тем более яркую звезду он изображает. На звёздных картах отмечают также двойные, переменные звёзды, галактики, туманности, звёздные скопления.

Звёздное небо медленно вращается. Причина — вращение Земли вокруг своей оси. Земля вращается с запада на восток, а звёздное небо, наоборот, с востока на запад. Поэтому звёзды, планеты и светила восходят в восточной стороне горизонта, а заходят — в западной. Это движение называют суточным вращением. Следует обратить внимание, что созвездия при суточном вращении сохраняют своё относительное расположение. Звёздное небо вращается как единое целое, как огромная небесная сфера. Земля совершает один оборот вокруг своей оси по отношению к звёздам за 23 часа 56 минут 04 секунды. Этот период называют звёздными сутками. Через каждые 23 ч 56 мин 04 сек вид звёздного неба повторяется.

Но это не означает, что если Земля не будет вращаться вокруг своей оси, небо будет оставаться неподвижным. На вид звёздного неба оказывает влияние движение Земли вокруг Солнца. Если бы Земля не вращалась, вид звёздного неба всё равно медленно изменялся бы на протяжении года. Данное явление называют годовым изменением вида звёздного неба. Мы можем наблюдать, что осенью видны лучше всего одни созвездия, зимой — другие и т.д.

Сезоны

Созвездия можно условно разделить по сезонам года на осенние, зимние, весенние и летние. Но это не означает, что осенью можно увидеть только осенние созвездия. Ранним осенним вечером на небе господствуют летние созвездия. С течением времени они склоняются к западу, поднимаются осенние созвездия. Под утро прекрасно видны зимние созвездия.

Вид звёздного неба зависит и от широты места наблюдения. На полюсах Земли звёздное небо вращается так, что ни одна звезда не восходит и не заходит. При движении к экватору количество восходящих и заходящих звёзд нарастает. В средних широтах существуют как восходяще-заходящие звёзды, так и не заходящие и никогда не восходящие. Например, в средних широтах северного полушария Земли созвездия Большой и Малой Медведиц, Кассиопеи никогда не опускаются под горизонт. Но зато никогда не восходят созвездия Южного Креста, Журавля, Жертвенника. На земном экваторе все звёзды восходят и заходят. Если бы не мешал дневной свет, за одни сутки можно было бы увидеть все 88 созвездий.

Созвездия помогают при ориентировке на местности. Особенно полезно научиться находить стороны горизонта по Полярной звезде, поскольку она почти не меняет своего положения на небосводе. Найти Полярную звезду проще всего по ковшу из созвездия Большой Медведицы (если быть точным, то линия проходит чуть левее Полярной звезды) :

впарыркнкн

Полярная звезда всегда висит над точкой севера. Если встать к ней спиной, то впереди будет юг, слева — восток, а справа — запад.

Некоторые думают, что Полярная звезда — самая яркая звезда на звёздном небе. Но это не так. Самой яркой является Сириус из созвездия Большого Пса. Полярная же является главной навигационной звездой.

Для измерения видимых расстояний между звёздами и также диаметров дисков планет, Солнца и Луны, видимых размеров туманностей и галактик применяют угловую меру. 1 угловой градус содержит 60 угловых минут, а 1 угловая минута содержит 60 угловых секунд. Диаметры дисков Солнца и Луны примерно равны 0,5º.

Источник: distant.msu.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.