Небесная сфера

Небесный свод, горящей славой звездной,
Таинственно плывет из глубины,
И мы плывем, пылающей бездной
Со всех сторон окружены
Ф.Тютчев
Небесная сфера
Просмотрев данный проект, вы узнаете:
-что такое небесная сфера;
-об основных линиях и точках на небесной сфере;
- о различных системах небесных координат;
А также научитесь определять экваториальные
координаты светил с помощью карты звездного неба;
Благодаря огромной удаленности от Земли небесные светила
кажутся находящимися на одинаковом расстоянии от наблюдателя.
Необходимость объяснения видимого движения и определения
положения светил привела к возникновению понятия небесной
сферы.
• Небесной сферой называется воображаемая
вспомогательная сфера произвольного радиуса,
описанная из глаза наблюдателя, как из центра, на
которую проецируются все светила так, как их видит
наблюдатель в определенный момент времени из
определенной точки пространства.
• Расстояния на небесной сфере можно измерять
только в угловых единицах, в градусах, минутах,
секундах или радианах. Например, угловые
диаметры Луны и Солнца равны примерно 0о5.
Z
•Одним
из
основных
направлений,
относительно
которого
определяется
положение наблюдаемого небесного светила,
является отвесная линия. Отвесная линия в
любом месте земного шара направлена к
центру тяжести Земли. Угол между отвесной
линией и плоскостью земного экватора
называется астрономической широтой .
Плоскость, перпендикулярная отвесной
линии, называется горизонтальной
плоскостью.
Z'
.
В каждой точке Земли наблюдатель видит
половину сферы, плавно вращающейся с востока
на запад вместе с будто прикрепленными к ней
звездами. Это видимое вращение небесной
сферы объясняется равномерным вращением
Земли вокруг своей оси с запада на восток.
Отвесная линия пересекает небесную сферу в
точке зенита, Z и в точке надира, Z'.
Линия, параллельная земной оси и
проходящая через центр небесной
сферы, называется осью мира. Она
пересекает небесную сферу в
северном полюсе мира, P, и в
южном полюсе мира P1.
Z
Р
Q1
N
S
Р1
Q
Z'
.
Большой круг небесной сферы, плоскость
которого перпендикулярна оси мира,
называется
небесным
экватором.
Небесный экватор делит небесную сферу
на две части: северную и южную. Небесный
экватор параллелен экватору Земли.
Плоскость, проходящая через отвесную линию
и ось мира, пересекает небесную сферу по
линии небесного меридиана. Небесный
меридиан
пересекается
с
истинным
горизонтом в точках севера, N , и юга, S. А
плоскости этих кругов пересекаются по
полуденной линии. Небесный меридиан
является проекцией на небесную сферу
земного меридиана, на котором находится
наблюдатель. Поэтому на небесной сфере
есть только один меридиан, ведь наблюдатель
не может находиться на двух меридианах
одновременно!
•Десятки тысяч лет
назад было замечено,
что видимое вращение
сферы
происходит
вокруг
некоей
невидимой оси. На
самом деле видимое
вращение
неба
с
востока
на
запад
является
следствием
вращения
Земли
с
запада на восток.
• Диаметр
небесной
сферы,
вокруг
которого
происходит ее вращение, называется осью мира.
Ось мира совпадает с осью вращения Земли. Точки
пересечения оси мира с небесной сферой
называются полюсами мира
Вид звездного неба в зависимости от места
наблюдения
•
Кульминацией светила называется небесное явление прохождения светила
через небесный меридиан. Ось мира делит небесный меридиан на 2 части северную и южную. В северном полушарии в верхней кульминации светило
пересекает северную часть небесного меридиана ближе к зениту; в нижней
кульминации светило пересекает южную часть небесного меридиана ближе к
надиру. Момент верхней кульминации Солнца называется истинным
полуднем; момент нижней кульминации Солнца называется истинной
полуночью.
Небесная
сфера
разбита
на
88
созвездий,
различающихся по площади, составу, структуре
(конфигурации ярких звезд, образующих основной узор
созвездия) и другим особенностям.
•
Некоторые из звезд Ковша Большой Медведицы находятся
далеко друг от друга, но для земного наблюдателя
проецируется на один и тот же участок небесной сферы
Системы небесных координат
Горизонтальная система небесных координат
•В горизонтальной системе координат
основной
плоскостью
является
плоскость математического горизонта,
отсчет ведется от зенита (z) или
математического горизонта (h), и от
одной из точек математического
горизонта
точки
юга.
h - высота светила над горизонтом;
z - зенитное расстояние светила, z =
90њ
h;
A - азимут светила, отсчитывается к
западу от точки юга.
•Вследствие
вращения
небесной
сферы горизонтальные координаты
непрерывно
меняются,
поэтому
вместе
с
горизонтальными
координатами светила необходимо
указывать время их определения.
Системы небесных координат
Экваториальная система небесных координат
•Экваториальные
системы
координат
определяют положение светила на небесной
сфере и применяются: "первая" - для
определения
времени;
"вторая"
для
составления звездных карт и каталогов.
Основной плоскостью является плоскость
небесного экватора, отсчет ведется от полюса
мира (Р) или плоскости небесного экватора (d ),
и от одной из точек небесного экватора: в I
системе от южной точки, во II системе от точки
весеннего равноденствия (рис. 1,2).
•II
экваториальная
система
координат:
δ - склонение светила,
α - прямое восхождение: угол между точкой
весеннего равноденствия и направлением на
светило,
отсчитываемый
против
часовой
стрелки, выражается в часах и минутах или в
градусах. Разность прямых восхождений светил
равна разности моментов их одноименных
кульминаций.
Ориентация в пространстве по звездам
Определи экваториальные координаты звезд:
•
Сириус (α Большого Пса) – самая
яркая звезда неба и самая близкая к
Земле из всех нанесенных на
школьную карту (9 св.лет)
• Координаты для поиска:α= 7h, δ= –20° (и вы
попадете примерно в центр созвездия)
Площадь: 380,1 кв. градусов.
Число звезд ярче 6 зв.величины: 80
Большой Пес
на небе
Проверь
ответ!
• α=
• δ=
Определи экваториальные координаты звезд:
•
α = 5h 16 m
δ = +45° 59´
ε Возничего – самая поразительная
затменно-переменная в этом созвездии
является e Возничего: период изменения
ее блеска 27 лет, причем в максимуме
блеска она в 2 раза ярче, чем в минимуме.
Та звезда, которую мы видим как желтую
(4m),
огромный
сверхгигант
с
температурой поверхности около 6300 К.
Эта звезда в 36 раз массивнее Солнца и в
190 раз больше его по диаметру.
Невидимый же ее спутник (16m) - вообще
одна из самых больших известных звезд,
радиусом в 2700 раз больше солнечного,
что сравнимо с радиусом орбиты Сатурна.
Однако, так как температура поверхности
всего около 1350 К, излучение происходит
в основном в инфракрасном диапазоне.
Именно поэтому она такая слабая в
видимом.
• Координаты для поиска: α = 6h, δ = +40°
• Площадь: 657 кв. градусов.
• Число звезд ярче 6m: 90.
α = 5h 16 m
δ = +45° 59´
• Самая яркая звезда созвездия Возничего
Определи экваториальные координаты звезд:
•
Тау Кита – наиболее сходная с
Солнцем звезда
•
Составной цветной снимок части звездного неба в
созвездии Кита Cetus размером 3x3 дуговые минуты
полученный командой vvds Кружками помечены 13
древних галактик
Определи
экваториальные
координаты
звезд:
•
β Ориона (Ригель) – самая далекая из
нанесенных на карту 1100 св. лет
В каком созвездии находится:
• Галактика М31,имеющая координаты
α = 0ч 40мин
δ = +410
В каком созвездии находится:
• Пылевая туманность «Конская голова»
α = 5ч 38мин
δ = -20
В каком созвездии находится:
• Крабовидная туманность
α = 5ч 38мин
δ = +210
В каком созвездии находится:
• Туманность «Рыбачья сеть»
α = 20ч 50мин
δ = +310
Клод Мане «Рыбачьи сети в
Пурвилле»
Первоисточники
•
•
•
•
http://myfhology.narod.ru/stella-myth/kit.jpg
http://www.astrogalaxy.ru/astrokindsky.html
http://nevski.nm.ru/Rus/photo/gallery/6960_u21_20.jpg
http://sputnik.mto.ru/Kultura/31/impressionism/fishing_n
ets_s.jpg
• http://stars-11t.narod.ru/bigmed.jpg
• http://sirius.fortun.ru/space/canismajor/
•
Движение Солнца по эклиптике связано со сменой времен года на
Земле и климатическими поясами. В Северном полушарии
астрономическая весна наступает с пересечением Солнцем небесного
экватора 20 (21) марта. Пути Солнца над и под горизонтом равны,
поэтому равны и продолжительность дня и ночи. 22 июня Солнце
дальше всего от экватора к северу - день летнего солнцестояния,
начало астрономического лета. 22 декабря в день зимнего
солнцестояния Солнце отходит дальше всего к югу от экватора - день
самый короткий, в полдень Солнце стоит низко над горизонтом, начало
астрономической зимы (рис. 20).