Принцип построения современной карты звездного неба кратко

Обновлено: 04.07.2024

Haчaть cлeдуeт c интepecнoгo фaктa – нa caмoм дeлe нeт никaкoй кapты звeзднoгo нeбa! Koгдa мы имeeм дeлo c плaнoм или кapтoй зeмнoй пoвepxнocти, ocтaнoвившиcь нeпoдвижнo в кaкoй-либo тoчкe и нaблюдaя любoй oбъeкт, мoжнo утвepждaть o нeизмeннocти этoгo oбъeктa пo oтнoшeнию к вaм.

Спасибо. А вот на этот вопрос как ответить "Напишите специфику современной карты звездного неба и древности"

Огюстен Луи Коржо Гений (70702) Ну в древности разумеется были на карте тольуо звезды, видные глазом. Их было не так много. Сейчас же их видно в телескоп и можно точнее их нарисовать в масштабе.

Начать следует с интересного факта – на самом деле нет никакой карты звездного неба! Когда мы имеем дело с планом или картой земной поверхности, остановившись неподвижно в какой-либо точке и наблюдая любой объект, можно утверждать о неизменности этого объекта по отношению к вам.

Со звездами же все иначе! Та картинка неба, которую человек видит над головой, останется таковой только на мгновение. Взглянув на небо повторно через несколько минут и внимательно всмотревшись в него, можно обнаружить, что звезды поменяли свои позиции. Некоторые будут плавно уходить за горизонт, сменяясь другими, которые появятся в поле зрения. Постоянством позиций могут похвастаться только Полярная звезда в северном полушарии и Южный Крест в южном, но и они будут вращаться каждое мгновение.

Объяснение этому - суточное вращение планеты Земля вокруг своей оси, а также вращение Земли вокруг Солнца! В один и тот же час, но в разные дни звезды будут располагаться в немного разных местах, но если посмотреть на их положение ровно через год, то все возвращается на круги своя.

Учитывая все эти факторы, для построения карты звездного неба необходимо будет учитывать конкретный момент времени с учетом дня, часов, минут и секунд, а также положения человека в пространстве – долготу и широту. Жители разных городов в один и тот же момент времени увидят разные картинки звездного неба.

Но не создавать же людям миллионы карт, отвечающих необходимым параметрам и заданным условиям!? К счастью выход есть! Имея звездный атлас набор карт звездного неба, не составит никакого труда найти необходимый участок неба, для чего нужной задать в нем нужные координаты и время наблюдения. А с приходом в современный мир компьютера, данная задача стала и вовсе легкой, благодаря многочисленным программам и online сервисам, способными отобразить карту звездного неба у вас головой в данный момент за считанные секунды.

Для тех, кому нужна просто карта созвездий, прекрасно подойдет глобус. В картах на плоскости всегда есть изъяны, которые уменьшаются с увеличением масштаба карты. Одинаково с земной, к небесной картографии применимы различные проекции небесной сферы на плоскость, что зависит от широты данной точки наблюдения. Самыми используемыми являются цилиндрическая, псевдоцилиндрическая и коническая проекции.

§ 4. Н ебесные координаты и звёздные карты

Н евооружённым глазом на всём небе можно видеть примерно 6000 звёзд, но мы видим лишь половину из них, потому что другую половину звёздного неба закрывает от нас Земля. Вследствие её вращения вид звёздного неба меняется. Одни звёзды только ещё появляются из-за горизонта (восходят) в восточной его части, другие в это время находятся высоко над головой, а третьи уже скрываются за горизонтом в западной стороне (заходят). При этом нам кажется, что звёздное небо вращается как единое целое. Теперь каждому хорошо известно, что вращение небосвода — кажущееся явление, вызванное вращением Земли.

Фотографирование с длинной экспозицией позволяет рассмотреть картину изменения вида неба в результате вращения Земли.

Рис. 2.3. Фотография суточного вращения неба

На полученном снимке каждая звезда оставила свой след в виде дуги окружности (рис. 2.3). Общий центр всех этих концентрических дуг находится на небе неподалёку от Полярной звезды. Эта точка, в которую направлена ось вращения Земли, получила название Северный полюс мира . Дуга, которую описала Полярная звезда, имеет наименьший радиус. Но и эта дуга, и все остальные — независимо от их радиуса и кривизны — составляют одну и ту же часть окружности. Если бы удалось сфотографировать пути звёзд на небе за целые сутки, то на фотографии получились бы полные окружности — 360 ° . Ведь сутки — это период полного оборота Земли вокруг своей оси. За час Земля повернётся на 1 / 24 часть окружности, т. е. на 15 ° . Следовательно, длина дуги, которую звезда опишет за это время, составит 15 ° , а за полчаса — 7,5 ° .

Для указания положения светил на небе используют систему координат, аналогичную той, которая используется в географии, — систему экваториальных координат .

Как известно, положение любого пункта на земном шаре можно указать с помощью географических координат — широты и долготы. Географическая долгота ( λ ) отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана, а географическая широта ( ϕ ) — по меридианам от экватора к полюсам Земли. Так, например, Москва имеет следующие координаты: 37 ° 30 ʹ восточной долготы и 55 ° 45 ʹ северной широты.

Рис. 2.4. Система экваториальных координат

Введём систему экваториальных координат, которая указывает положение светил на небесной сфере относительно друг друга. Проведём через центр небесной сферы (рис. 2.4) линию, параллельную оси вращения Земли, — ось мира . Она пересечёт небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках, которые называются полюсами мира , — P и P ʹ . Северным полюсом мира называют тот, который находится со стороны Северного полюса Земли. Вблизи Северного полюса мира на небе находится Полярная звезда. Проведём вертикальную плоскость через зенит и полюса мира. Эта плоскость пересечёт небесную сферу по линии, называемой небесным меридианом . Плоскость, проходящая через центр сферы параллельно плоскости экватора Земли, в сечении со сферой образует окружность, называемую небесным экватором . Небесный экватор (подобно земному) делит небесную сферу на два полушария: Северное и Южное. Угловое расстояние светила от небесного экватора называется склонением , которое обозначается буквой δ . Склонение отсчитывается по кругу, проведённому через светило и полюса мира, оно аналогично географической широте. Склонение считается положительным у светил, расположенных к северу от небесного экватора, отрицательным — у расположенных к югу от него.

Вторая координата, которая указывает положение светила на небе, аналогична географической долготе. Эта координата называется прямым восхождением и обозначается буквой α . Прямое восхождение отсчитывается по небесному экватору от точки весеннего равноденствия ♈ , в которой Солнце ежегодно бывает 21 марта (в день весеннего равноденствия). Отсчёт прямого восхождения ведётся в направлении, противоположном видимому вращению небесной сферы. Поэтому светила восходят (и заходят) в порядке возрастания их прямого восхождения. В астрономии принято выражать пря- мое восхождение не в градусной мере, а в часовой. Вы помните, что вследствие вращения Земли 24 ч соответствуют 360 ° , а 1 ч — 15 ° . Следовательно, прямое восхождение, равное, например, 12 ч, составляет 180 ° , а 7 ч 40 мин соответствует 115 ° .

Принцип создания карты звёздного неба весьма прост. Спроектируем сначала все звёзды на глобус: там, где луч, направленный на звезду, пересечёт поверхность глобуса, будет находиться изображение этой звезды. Обычно на звёздном глобусе изображаются не только звёзды, но и сетка экваториальных координат. По сути дела, звёздным глобусом является модель небесной сферы, которая используется на уроках астрономии в школе.

Пользоваться звёздным глобусом не всегда удобно, поэтому в астрономии (как и в географии) широкое распространение получили карты и атласы. Карту земной поверхности можно получить, если полушарие или какой-либо другой фрагмент глобуса Земли спроектировать на плоскость. Проведя ту же операцию со звёздным глобусом, можно получить карту звёздного неба.

Расположим плоскость, на которой мы хотим получить карту, так, чтобы она касалась поверхности глобуса в точке, где находится Северный полюс мира. Теперь надо спроектировать звёзды и сетку координат с глобуса на эту плоскость. Получим карту, подобную географическим картам Арктики или Антарктики, на которых в центре располагается один из полюсов Земли. В центре нашей звёздной карты будет располагаться Северный полюс мира, рядом с ним Полярная звезда, чуть дальше остальные звёзды Малой Медведицы, а также звёзды Большой Медведицы и других созвездий, которые находятся неподалёку от полюса мира. Сетка экваториальных координат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты против каждого луча написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от 0 до 24 ч). Луч, от которого начинается отсчёт прямого восхождения, проходит через точку весеннего равноденствия, обозначенную ♈ . Склонение отсчитывается по этим лучам от окружности, которая изображает небесный экватор и имеет обозначение 0 ° . Остальные окружности также имеют оцифровку, которая показывает, какое склонение имеет объект, расположенный на этой окружности.

В зависимости от звёздной величины звёзды изображают на карте кружками различного диаметра. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплошными линиями. Границы созвездий обозначены пунктиром.

Об использовании звёздной карты при подготовке к наблюдениям рассказано в приложении X.

В опросы 1. Какие координаты светила называются экваториальными? 2. Меняются ли экваториальные координаты звезды в течение суток? 3. Какие особенности суточного движения светил позволяют использовать систему экваториальных координат? 4. Почему на звёздной карте не показано положение Земли? 5. Почему на звёздной карте изображены только звёзды, но нет ни Солнца, ни Луны, ни планет? 6. Какое склонение — положительное или отрицательное — имеют звёзды, находящиеся к центру карты ближе, чем небесный экватор?

У пражнение 3 1. Выразите в часовой мере 90 ° , 103 ° . 2. Выразите в угловой мере прямое восхождение, равное 5 ч 24 мин, 18 ч 36 мин. 3. Угловое расстояние Сириуса ( α Большого Пса) от Полярной звезды составляет 106 ° . Положительное или отрицательное склонение имеет Сириус? 4. По координатам, приведённым в списке ярких звёзд (приложение V), найдите некоторые из них на звёздной карте. 5. Определите по карте координаты нескольких ярких звёзд. Сравните полученные данные с координатами, приведёнными в их списке.

З адание 5 Найдите на модели небесной сферы её основные круги, линии и точки: горизонт, небесный экватор, небесный меридиан, отвесную линию, ось мира, зенит, юг, запад, север, восток.

На этом уроке мы с вами поговорим о видимом суточном движении звёзд. Вспомним некоторые основные точки, линии и плоскости небесной сферы. Рассмотрим систему координат, которая служит для указания положения светил на небе. А также познакомимся с картами звёздного неба и научимся определять по карте координаты звёзд.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Небесные координаты и звёздные карты"

Все мы не раз с вами видели, как каждое утро в восточной стороне неба восходит Солнце. Оно появляется из-за далёких предметов или неровностей земной поверхности. Затем постепенно поднимается над горизонтом и, наконец, в полдень достигает наивысшего положения на небе. В это момент человек, находящийся в северном полушарии Земли, будет видеть Солнце на юге, а находящийся в южном полушарии — на севере. После полудня Солнце постепенно опускается, приближаясь к горизонту, и заходит в западной части неба.

Такое же движение по небу в течение суток можно заметить и у других светил: Луны, звёзд и планет. В целом нам кажется, что небосвод вращается как единое целое вокруг некоторой оси, называемой нами осью мира.

При наблюдении звёзд ясной ночью в северной части неба, можно увидеть, как они, двигаясь с востока на запад, описывают концентрические круги, центр которых располагается около Полярной звезды (альфа Малой Медведицы). Эта точка называется северным полюсом мира. В южном полушарии можно найти диаметрально противоположную ей точку — южный полюс мира. Давайте также вспомним, что большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и светило, называется кругом склонения.

А большой круг, проходящий через центр небесной сферы и перпендикулярный оси мира, называется небесным экватором. Он делит небесную сферу на две части: Северное полушарие с вершиной в Северном полюсе мира и Южное — с вершиной в Южном полюсе мира.

Помимо этого, на небесной сфере принято указывать и видимый годовой путь Солнца среди звёзд. Он называется эклиптикой. Она наклонена к небесному экватору под углом 23 о 27' и пересекает его в двух точках — точке весеннего (около 21 марта) и осеннего (около 23 сентября) равноденствия.

Сейчас же мы знаем, что вращения небосвода — это кажущееся явление, вызванное вращением Земли вокруг своей оси с запада на восток.

Видимое движение светил, происходящее из-за вращения Земли вокруг оси, называется суточным движением, а период вращения Земли вокруг оси — сутками.

На одном из первых уроков мы с вами говорили о том, что наблюдателю, находящемуся на поверхности Земли, кажется, что все звёзды расположены на некоторой сферической поверхности неба и одинаково удалены от него. Напомним, что такая воображаемая сфера произвольного радиуса была названа небесной сферой.

Для указания положения светил на небе используют систему координат, аналогичную той, которая используется в географии.

Вы уже знаете, что в географии определить положение точки на поверхности Земли нам помогают географические координаты — широта и долгота. Географическая долгота отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана. А географическая широта — по меридианам от экватора к полюсам Земли.

Такая система координат называется экваториальной.

Аналогичную, экваториальную, систему координат удобно использовать и в астрономии, для указания положения светил на небе. В этой системе координат основным кругом небесной сферы является небесный экватор. А координатами служат склонение и прямое восхождение.

Склонение светила — это угловое расстояние светила от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Обозначается склонение малой греческой буквой δ и оно аналогично географической широте. Единственное отличие состоит в том, что у светил, расположенных к северу от экватора, склонение считается положительным, а расположенных к югу от экватора — отрицательным. При этом за начальную точку отсчёта склонения на небесном экваторе принимается точка весеннего равноденствия.

Вторая координата — прямое восхождение — указывает положение светила на небе. То есть это угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила.

Обозначается склонение малой греческой буквой α. А отсчитывается оно в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0 до 360 градусов или от 0 до 24 часов. Хотя в астрономии склонение принято выражать не в градусной мере, а в часовой. Если учесть, что 360 градусам соответствуют 24 часа или 1440 минут, то одному градусу соответствует 4 минуты.

Ответ достаточно прост. Вспомните, что в горизонтальной системе координаты светила на небесной сфере со временем изменяются. Следовательно, они имеют определённое значение только для известного момента времени.

В экваториальной же системе координаты звёзд не связаны с суточным движением небесной сферы и изменяются очень медленно, так как достаточно далеки от нас. Поэтому именно эта система координат применяется для составления звёздных глобусов, карт и каталогов.

Звёздные карты представляют собой проекции небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.

Набор звёздных карт смежных участков неба, покрывающих всё небо или некоторую его часть, называется звёздным атласом.

А в специальных списках звёзд, называемых звёздными каталогами, указываются координаты их места на небесной сфере, звёздная величина и другие параметры. Например, в каталоге опорных звёзд-два, который также известен как Ориентировочный Каталог Космического Телескопа Хаббла, содержится более 945,5 миллионов звёзд.

Давайте остановимся и рассмотрим карту звёздного неба поподробнее. Итак, в центре нашей звёздной карты располагается северный полюс мира. Рядом с ним Полярная звезда.

Сетка экваториальных координат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты, возле каждого луча, написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от 0 до 23 часов).

Луч, от которого начинается отсчёт прямого восхождения, проходит через точку весеннего равноденствия, обозначенную на карте символом овна. Склонение отсчитывается по этим лучам от окружности, которая изображает небесный экватор и имеет обозначение ноль градусов. Остальные окружности также имеют оцифровку, которая показывает, какое склонение имеет объект, расположенный на этой окружности.

В зависимости от звёздной величины звёзды изображают на карте кружками различного диаметра. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплошными линиями. А границы созвездий обозначены пунктиром.

Теперь давайте посмотрим, как пользоваться звёздной картой. Для этого определим экваториальные координаты Альтаира (это альфа Орла), Сириуса (это альфа Большого Пса) и Веги (это альфа Лиры).

А теперь давайте с вами решим обратную задачу, то есть найдём звезду по её координатам. Итак, пусть склонение звезды равно +35 о , а прямое восхождение — 1 ч 6 м .

Для того, чтобы найти ответ на поставленный вопрос, мы с вами должны выполнить все те же действия, что и в прошлый раз, но только в обратном порядке. То есть сначала на карте мы находим заданное нам прямое восхождение светила. Далее строим мысленный отрезок (или прикладываем линейку) так, чтобы он соединил нашу точку с центром карты звёздного неба. Теперь находим окружность, обозначающую склонение в 30 о и откладываем от неё примерно 5 о вверх. Как видим, мы попали на звезду бета Андромеды.

Стоит отметить, что картой звёздного неба можно пользоваться не только для нахождения координат звёзд, но и для определения вида звёздного неба в интересующий момент времени определённой даты. А также определять моменты восхода и захода звёзд, Солнца или планет.

Читайте также: