Sistemul de coordonate ceresc

Sistemul de coordonate cerești este folosit în astronomie pentru a descrie poziția corpurilor de iluminat pe cer sau a punctelor de pe o sferă cerească imaginară . Coordonatele luminilor sau punctelor sunt date de două valori unghiulare (sau arce) care determină în mod unic poziția obiectelor pe sfera cerească. Astfel, sistemul de coordonate cerești este un sistem de coordonate sferice , în care a treia coordonată - distanța - este adesea necunoscută și nu joacă niciun rol.

Sistemele de coordonate cerești diferă unele de altele în alegerea planului principal (vezi Planul fundamental ) și a originii. În funcție de sarcina la îndemână, poate fi mai convenabil să utilizați un sistem sau altul. Cele mai utilizate sunt sistemele de coordonate orizontale și ecuatoriale . Mai rar - ecliptică , galactică și altele.

Sistem de coordonate topocentric orizontal

În acest sistem, centrul este plasat în locul observatorului pe suprafața Pământului, planul principal este planul orizontului matematic . În acest caz, o coordonată este fie înălțimea luminii h , fie distanța sa zenitală z . O altă coordonată este azimutul A . Datorită faptului că sistemul de coordonate orizontal este întotdeauna topocentric (observatorul se află întotdeauna pe suprafața Pământului sau la o anumită altitudine), cuvântul „topocentric” este de obicei omis.

Înălțimea h a luminii este arcul de cerc vertical de la orizontul matematic la luminare, sau unghiul dintre planul orizontului matematic și direcția către luminare. Înălțimile sunt măsurate în intervalul de la 0° la +90° până la zenit și de la 0° la -90° până la nadir .

Distanța zenitală z a luminii este arcul de cerc vertical de la zenit la luminare, sau unghiul dintre linia de plumb și direcția către luminare. Distanțele zenit sunt numărate de la 0° la 180° de la zenit la nadir.

Azimutul A al luminii este arcul orizontului matematic de la punctul de sud la cercul vertical al luminii sau unghiul dintre linia de la amiază și linia de intersecție a planului orizontului matematic cu planul verticalei. cerc al luminii. Azimuturile sunt măsurate în direcția de rotație zilnică a sferei cerești, adică la vest de punctul sudic, în intervalul de la 0 ° la 360 °. Uneori, azimuturile sunt măsurate de la 0° la +180° la vest și de la 0° la -180° la est. (În geodezie și navigație, azimuturile sunt măsurate din punctul de nord .)

Modificări ale coordonatelor în timpul rotației sferei cerești

Înălțimea h , distanța zenitală z , azimutul A și unghiul orar t al corpurilor de iluminat se schimbă constant datorită rotației sferei cerești, deoarece sunt măsurate din puncte care nu sunt asociate cu această rotație. Declinația δ , distanța polară p și ascensiunea dreaptă α a luminilor nu se modifică în timpul rotației sferei cerești, dar se pot modifica din cauza mișcărilor luminilor care nu sunt legate de rotația zilnică.

Primul sistem de coordonate ecuatoriale

În acest sistem, planul principal este planul ecuatorului ceresc . În acest caz, o coordonată este declinația δ (mai rar, distanța polară p ). O altă coordonată este unghiul orar t .

Declinația δ a luminarului este arcul cercului de declinare de la ecuatorul ceresc la luminare, sau unghiul dintre planul ecuatorului ceresc și direcția către luminare. Declinațiile sunt măsurate de la 0° la +90° la polul ceresc nord și de la 0° la -90° la polul ceresc sud .

Distanța polară p a luminii este arcul cercului de declinare de la polul nord al lumii până la lumini sau unghiul dintre axa lumii și direcția către lumini. Distanțele polare sunt măsurate de la 0° la 180° de la polul nord ceresc la sud.

Unghiul orar t al luminii este arcul ecuatorului ceresc de la punctul superior al ecuatorului ceresc (adică punctul de intersecție al ecuatorului ceresc cu partea superioară a meridianului ceresc ) până la cercul de declinare al lui. luminare, sau unghiul diedru dintre planurile meridianului ceresc și cercul de declinare a luminii. Unghiurile orare sunt măsurate în direcția de rotație zilnică a sferei cerești, adică la vest de punctul superior al ecuatorului ceresc, variind de la 0 ° la 360 ° (în grade) sau de la 0 h la 24 h ( în ore). Uneori, unghiurile orare sunt măsurate de la 0° la +180° (0 h la +12 h ) la vest și de la 0° la -180° (0 h la -12 h ) la est.

Al doilea sistem de coordonate ecuatoriale

În acest sistem, ca și în primul ecuatorial, planul principal este planul ecuatorului ceresc, iar o coordonată este declinația δ (mai rar, distanța polară p ). O altă coordonată este ascensiunea dreaptă α .

Ascensiunea dreaptă (RA, α ) a luminii este arcul ecuatorului ceresc de la echinocțiul de primăvară la cercul de declinare a luminii sau unghiul dintre direcția către echinocțiul de primăvară și planul cercului de declinare a luminii. luminarul. Ascensiunile drepte sunt numărate în direcția opusă rotației zilnice a sferei cerești, variind de la 0° la 360° (în grade) sau de la 0la 24 de ore (în ore) .

RA este echivalentul astronomic al longitudinii Pământului . Atât RA cât și longitudinea măsoară unghiul est-vest de-a lungul ecuatorului; ambele măsuri sunt măsurate de la punctul zero de la ecuator. Pentru longitudine, punctul zero este meridianul zero ; pentru RA, marca zero este locul de pe cer unde Soarele traversează ecuatorul ceresc , în direcția de la sud la nord (la echinocțiul de primăvară).

Declinația ( δ ) în astronomie  este una dintre cele două coordonate ale sistemului de coordonate ecuatoriale. Este egală cu distanța unghiulară de pe sfera cerească de la planul ecuatorului ceresc la luminar și este de obicei exprimată în grade , minute și secunde de arc. Declinația este pozitivă la nord de ecuatorul ceresc și negativă la sud.

Declinarea are întotdeauna un semn, chiar dacă declinarea este pozitivă.

Declinația unui obiect ceresc care trece prin zenit este egală cu latitudinea observatorului (presupunând că latitudinea nordică este + și latitudinea sudică este negativă). În emisfera nordică a Pământului, pentru o anumită latitudine φ, obiectele cerești cu declinație δ > +90° − φ nu trec dincolo de orizont, de aceea se numesc non-setting . Dacă declinația obiectului este δ < −90° + φ, atunci obiectul se numește non-ascensor , ceea ce înseamnă că este neobservabil la latitudinea φ. [unu]

Sistemul de coordonate ecliptic

În acest sistem, planul principal este planul eclipticii . În acest caz, o coordonată este latitudinea eclipticii β , iar cealaltă este longitudinea eclipticii λ .

Latitudinea ecliptică β a luminii este arcul cercului de latitudine de la ecliptică la luminare, sau unghiul dintre planul eclipticii și direcția către luminare. Latitudinile eclipticei sunt măsurate de la 0° la +90° la polul ecliptic nordic și de la 0° la -90° la polul ecliptic sud .

Longitudinea ecliptică λ a luminii se numește arcul eclipticii de la punctul echinocțiului de primăvară la cercul de latitudine al luminii sau unghiul dintre direcția până la punctul echinocțiului de primăvară și planul cercului de latitudinea luminii. Longitudinile eclipticei sunt măsurate în direcția mișcării anuale aparente a Soarelui de-a lungul eclipticii, adică de la vest la est de echinocțiul de primăvară în intervalul de la 0 ° la 360 °.

Sistemul de coordonate galactic

În acest sistem, planul principal este planul galaxiei noastre . În acest caz, o coordonată este latitudinea galactică b , iar cealaltă este longitudinea galactică l .

Latitudinea galactică b a luminii este arcul cercului de latitudine galactică de la ecliptică la luminare, sau unghiul dintre planul ecuatorului galactic și direcția către luminare.

Latitudinile galactice sunt măsurate de la 0° la +90° la polul galactic nord și de la 0° la -90° la polul galactic sud .

Longitudinea galactică l a luminii este arcul ecuatorului galactic de la punctul de referință C până la cercul latitudinii galactice a luminii sau unghiul dintre direcția către punctul de referință C și planul cercului latitudinii galactice a luminii. luminarul. Longitudinile galactice sunt numărate în sens invers acelor de ceasornic atunci când sunt privite de la polul galactic nord, adică la est de punctul de referință C , variind de la 0° la 360°.

Punctul de referință C este aproape de direcția către centrul galactic, dar nu coincide cu acesta, deoarece acesta din urmă, din cauza înălțimii ușoare a sistemului solar deasupra planului discului galactic, se află la aproximativ 1 ° sud de ecuatorul galactic. Punctul de referință C este ales astfel încât punctul de intersecție al ecuatorilor galactic și celest cu ascensiunea dreaptă 280° să aibă o longitudine galactică de 32,93192° (la epoca 2000 ).

Coordonatele punctului de referință C pentru epoca 2000 în sistemul de coordonate ecuatorial sunt:

Istoric și aplicație

Coordonatele cerești erau deja folosite în antichitate. Descrierea unor sisteme este cuprinsă în scrierile geometrului grec antic Euclid (aproximativ 300 î.Hr.). Catalogul de stele al lui Hipparh , publicat în Almagestul lui Ptolemeu, conține pozițiile a 1022 de stele în sistemul de coordonate ecliptice cerești.

Observațiile modificărilor coordonatelor cerești au dus la cele mai mari descoperiri în astronomie, care sunt de mare importanță pentru cunoașterea Universului. Acestea includ fenomene de precesiune , nutație , aberație , paralaxă , mișcări adecvate ale stelelor și altele. Coordonatele cerești permit rezolvarea problemei măsurării timpului, determinând coordonatele geografice ale diferitelor locuri de pe suprafața pământului. Coordonatele cerești sunt utilizate pe scară largă în alcătuirea diferitelor cataloage stelare, în studierea adevăratelor mișcări ale corpurilor cerești, atât naturale, cât și artificiale, în mecanica și astrodinamică cerească și în studierea distribuției spațiale a stelelor în problemele astronomiei stelare.

Utilizarea diferitelor sisteme de coordonate

Utilizarea sistemului de coordonate topocentric orizontal

Sistemul de coordonate topocentric orizontal este folosit de un observator situat într-un anumit loc de pe suprafața globului pentru a determina poziția oricărui luminar de pe cer.

Coordonatele corpurilor cerești din acest sistem de coordonate pot fi obținute cu ajutorul instrumentelor goniometrice și în timpul observațiilor cu un telescop montat pe o instalație azimutală .

Majoritatea programelor de calculator astronomice sunt capabile să transmită pozițiile stelelor într-un sistem de coordonate dat.

La observare, trebuie luată în considerare o corecție pentru refracție .

Folosind primul sistem de coordonate ecuatoriale

Primul sistem de coordonate ecuatoriale este folosit pentru a determina ora exactă și pentru observații cu un telescop montat pe o instalație ecuatorială .

Utilizarea celui de-al doilea sistem de coordonate ecuatoriale

Al doilea sistem de coordonate ecuatoriale este în general acceptat în astrometrie .

În sistemul de coordonate heliobaricentric ecuatorial, sunt compilate hărți moderne ale stelelor și sunt descrise pozițiile stelelor în cataloage. În acest caz, coordonatele luminilor sunt reduse la o anumită poziție a ecuatorului ceresc și a echinocțiului de primăvară, adică la o anumită epocă (epocile B1950 și J2000.0 sunt folosite în astronomie ).

Sistemul de coordonate geocentric ecuatorial diferă de sistemul de coordonate heliobaricentric ecuatorial prin faptul că coordonatele stelelor sunt corectate în el datorită fenomenului de paralaxă anuală , iar poziția ecuatorului ceresc și a echinocțiului de primăvară sunt date la data curentă.

Folosind sistemul de coordonate ecliptic

Sistemul de coordonate geocentric ecliptic este folosit în mecanica cerească pentru a calcula orbita Lunii și este, de asemenea, principalul sau singurul în majoritatea școlilor de astrologie .

Sistemul de coordonate heliocentric ecliptic este folosit pentru a calcula orbitele planetelor și ale altor corpuri ale sistemului solar care se rotesc în jurul soarelui.

Aplicarea diferitelor sisteme de coordonate cerești

În practică, de regulă, este necesară utilizarea mai multor sisteme de coordonate. De exemplu, pentru a calcula poziția Lunii pe cer, trebuie mai întâi să calculați coordonatele Lunii în sistemul de coordonate geocentric ecliptic, să recalculați coordonatele în sistemul de coordonate geocentric ecuatorial, apoi să treceți la sistemul de coordonate topocentric orizontal.

Vezi și

Note

  1. ↑ Siegel F. Yu. Treasures of the Starry sky - a guide to the constellations and the Moon / Ed. G. S. Kulikova. - a 5-a ed. - M . : Nauka, 1986. - S. 57-58. — 296 p. - 200.000 de exemplare.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 Orbite