Небесные координаты

Положение точки в пространстве характеризуется тремя числами, выражающими расстояния до трех взаимно перпендикулярных плоскостей.

Однако по взаимному положению звезд на небе нельзя узнать, какое расстояние отделяет одну звезду от другой. Две звезды могут находиться очень далеко друг от друга, но примерно в одном направлении от Земли — и тогда мы увидим их на небе рядом. Числовую оценку направлений производят при помощи углов. Представим два луча, исходящих из одной точки (глаза наблюдателя) в направлении двух разных светил на небе. Угол, заключенный между этими лучами, называется угловым расстоянием между светилами. Угол маленький — светила рядом; угол большой — они на разных участках небосклона. Существуют такие системы координат, в которых положение объекта характеризуют не линейные величины, а угловые. Например, географические координаты — широта и долгота — являются углами, определяющими положение точки на поверхности земного шара. Нечто подобное можно ввести и на небе.

Чтобы отсчитывать координаты, нужно иметь какие- нибудь «опорные» точки, линии и круги на небесной сфере. В астрономии вводят зенит — точку прямо над головой и диаметрально противоположную ей, недоступную наблюдению точку — надир

Если пересечь сферу плоскостью, в сечении получится окружность. Максимальный размер она будет иметь тог да, когда плоскость пройдет через центр сферы. Эта линия так и называется — большой круг. Все остальные круги на небесной сфере — малые. Плоскость, перпендикулярная отвесной линии и проходящая через наблюдателя, пересечет небесную сферу по большому кругу, именуемому горизонтом. Зрительно это то место, где «земля с небом сходится»; мы видим только ту половину небесной сферы, которая располагается над горизонтом. Все точки горизонта отстоят от зенита на 90°.

Все звезды описывают на небе окружности с одним и тем же центром. Точка, соответствующая этому центру, называется полюсом мира. В наших широтах над горизонтом располагается северный полюс мира (рядом с Полярной звездой), а в Южном полушарии Земли подобное движение совершается относительно южного полюса мира. Ось, соединяющая полюсы мира, именуется осью мира. Суточное движение светил происходит так, как если бы вся небесная сфера вращалась как одно целое вокруг оси мира в направлении с востока на запад. Это движение, разумеется, мнимое: оно является отражением истинного движения — вращения Земли вокруг своей оси с запада на восток.

Проведем плоскость через наблюдателя перпендикулярно оси мира. Она пересечет небесную сферу по большому кругу — небес ному экватору, который делит ее на два полушария — северное и южное. Небесный экватор пересекается с горизонтом в двух точках. Это точки востока и запада. А большой круг, проходящий через оба полюса мира, зенит и надир, называется небесным меридианом. Он пересекает горизонт в точках севера и юга

Существуют и другие системы небесных координат. Так, для изучения движений тел в Солнечной системе применяется эклиптическая система координат, в которой основной плоскостью служит плоскость видимого пути Солнца не небесной сфере — эклиптики, совпадающая с плоскостью земной орбиты, а координатами — эклиптическая широта и эклиптическая долгота. Более универсальной и удобной является экваториальная система координат, в ней в качестве основной плоскости принята плоскость небесного экватора, а координатами — прямое восхождение и склонение.

Чтобы построить систему небесных координат, следует выбрать некоторую основную плоскость, проходящую через наблюдателя и пересекающую небесную сферу по большому кругу. Затем через полюс этого круга и светило проводится еще один большой круг, пересекающий первый, и в качестве координат принимаются угловое расстояние от точки пересечения до светила и угловое расстояние от некоторой точки на основном круге до той же точки пересечения. В горизонтальной системе координат основной плоскостью является плоскость горизонта, в галактической — средняя плоскость галактического диска.