Punkte der Himmelssphäre. Ekliptisches Koordinatensystem. Horizontales Koordinatensystem
Bei der Untersuchung des Erscheinungsbildes des Sternenhimmels verwenden sie das Konzept der Himmelskugel – einer imaginären Kugel mit beliebigem Radius, an deren Innenfläche die Sterne „aufgehängt“ zu sein scheinen. Der Beobachter befindet sich im Zentrum dieser Kugel (am Punkt O) (Abbildung 1). Der Punkt auf der Himmelskugel, der sich direkt über dem Kopf des Beobachters befindet, wird Zenit genannt, und der Punkt gegenüber wird Nadir genannt. Die Schnittpunkte der imaginären Rotationsachse der Erde (der „Weltachse“) mit der Himmelssphäre werden Himmelspole genannt. Zeichnen wir drei imaginäre Ebenen durch den Mittelpunkt der Himmelskugel: die erste senkrecht zur Lotlinie, die zweite senkrecht zur Weltachse und die dritte durch die Lotlinie (durch den Mittelpunkt der Kugel und den Zenit). und die Achse der Welt (durch den Himmelspol). Als Ergebnis erhalten wir drei große Kreise auf der Himmelskugel (deren Mittelpunkte mit dem Mittelpunkt der Himmelskugel zusammenfallen): den Horizont, den Himmelsäquator und den Himmelsmeridian. Der Himmelsmeridian schneidet den Horizont an zwei Punkten: am Nordpunkt (N) und am Südpunkt (S), der Himmelsäquator am Ostpunkt (E) und am Westpunkt (W). Die SN-Linie, die die Nord-Süd-Richtung definiert, wird Mittagslinie genannt.
Abbildung 1 – Hauptpunkte und Linien der Himmelssphäre; Der Pfeil gibt die Richtung seiner Drehung an
Die sichtbare jährliche Bewegung des Zentrums der Sonnenscheibe zwischen den Sternen erfolgt entlang der Ekliptik – einem großen Kreis, dessen Ebene mit der Ebene des Himmelsäquators einen Winkel e = 23°27 / bildet. Die Ekliptik schneidet den Himmelsäquator an zwei Punkten (Abbildung 2): zur Frühlings-Tagundnachtgleiche T (20. oder 21. März) und zur Herbst-Tagundnachtgleiche (22. oder 23. September).
Himmelskoordinaten
Genau wie auf einem Globus – einem verkleinerten Modell der Erde – können Sie auf der Himmelskugel ein Koordinatengitter aufbauen, mit dem Sie die Koordinaten jedes Sterns bestimmen können. Die Rolle der Erdmeridiane auf der Himmelssphäre spielen Deklinationskreise, die vom Nordpol der Welt nach Süden verlaufen, anstelle von Erdparallen werden auf der Himmelssphäre tägliche Parallelen gezogen. Für jede Leuchte (Abbildung 2) finden Sie:
1. Winkelabstand A sein Deklinationskreis vom Frühlingsäquinoktium, gemessen entlang des Himmelsäquators im Vergleich zur täglichen Bewegung der Himmelssphäre (ähnlich wie wir die geografische Länge entlang des Erdäquators messen). X- Winkelabstand des Beobachtermeridians vom Nullmeridian von Greenwich). Diese Koordinate wird Rektaszension des Sterns genannt.
2. Winkelabstand der Leuchte B vom Himmelsäquator - die Deklination eines Sterns, gemessen entlang des Deklinationskreises, der durch diesen Stern verläuft (entspricht der geografischen Breite).
Abbildung 2 – Position der Ekliptik auf der Himmelssphäre; Der Pfeil gibt die Richtung der scheinbaren jährlichen Bewegung der Sonne an
Rektaszension der Leuchte A gemessen in Stundeneinheiten – in Stunden (h oder h), Minuten (m oder t) und Sekunden (s oder s) von 0 h bis 24 h Deklination B- in Grad, mit Pluszeichen (von 0° bis +90°) in Richtung vom Himmelsäquator zum Nordpol der Welt und mit Minuszeichen (von 0° bis -90°) - in Richtung Südpol der Welt. Während der täglichen Rotation der Himmelssphäre bleiben diese Koordinaten für jeden Stern unverändert.
Die Position jedes Sterns auf der Himmelskugel zu einem bestimmten Zeitpunkt kann durch zwei weitere Koordinaten beschrieben werden: seinen Azimut und seine Winkelhöhe über dem Horizont. Dazu zeichnen wir im Geiste vom Zenit über die Leuchte bis zum Horizont einen großen Kreis – eine Vertikale. Azimut des Sterns A gemessen vom Südpunkt S nach Westen bis zum Schnittpunkt der Vertikalen der Leuchte mit dem Horizont. Wenn der Azimut vom Südpunkt aus gegen den Uhrzeigersinn gezählt wird, wird ihm ein Minuszeichen zugewiesen. Höhe der Leuchte H gemessen entlang der Vertikalen vom Horizont bis zur Leuchte (Abbildung 4). Aus Abbildung 1 geht hervor, dass die Höhe des Himmelspols über dem Horizont gleich der geografischen Breite des Beobachters ist.
Es scheint uns, dass sich alle Sterne auf einer bestimmten Kugeloberfläche des Himmels befinden und gleich weit vom Beobachter entfernt sind. Tatsächlich befinden sie sich in unterschiedlichen Entfernungen von uns, die so groß sind, dass das Auge diese Unterschiede nicht erkennen kann. Daher wurde die imaginäre Kugeloberfläche als Himmelskugel bezeichnet.
Himmelssphäre- Dies ist eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius, deren Mittelpunkt je nach zu lösendem Problem mit dem einen oder anderen Punkt im Raum verbunden ist. Der Mittelpunkt der Himmelskugel kann am Beobachtungspunkt (dem Auge des Beobachters), am Mittelpunkt der Erde oder der Sonne usw. gewählt werden. Das Konzept der Himmelskugel wird für Winkelmessungen verwendet, um das Relative zu untersuchen Position und Bewegung von Weltraumobjekten am Himmel.
Die sichtbaren Positionen aller Leuchten werden auf die Oberfläche der Himmelskugel projiziert, und zur Vereinfachung der Messungen werden darauf eine Reihe von Punkten und Linien konstruiert. Beispielsweise sind einige der Sterne im „Eimer“ von Ursa Major weit voneinander entfernt, für einen irdischen Beobachter werden sie jedoch auf denselben Teil der Himmelssphäre projiziert.
Eine gerade Linie, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft und mit der Richtung des Lots am Beobachtungspunkt zusammenfällt, wird aufgerufen schier oder vertikale Linie. Es schneidet die Himmelssphäre punktuell Zenit(der obere Schnittpunkt der Lotlinie mit der Himmelskugel) und Nadir(Punkt der Himmelssphäre gegenüber dem Zenit). Die Ebene, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel und senkrecht zur Lotlinie verläuft, wird genannt Ebene der Wahrheit oder mathematischer Horizont.
Vertikaler Kreis, oder vertikale Leuchte ist ein großer Kreis der Himmelssphäre, der durch Zenit, Himmelskörper und Nadir verläuft.
Achse Mundi- eine gerade Linie, die parallel zur Rotationsachse der Erde durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft und die Himmelskugel an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten schneidet.
Der Schnittpunkt der Weltachse mit der Himmelskugel, in deren Nähe sich der Nordstern befindet, wird genannt Nordpol der Welt, der entgegengesetzte Punkt - Südpol der Welt. Der Nordstern befindet sich in einem Winkelabstand von etwa 1° (genauer 44 Zoll) vom Nordpol.
Ein Großkreis, der durch den Mittelpunkt der Himmelskugel und senkrecht zur Weltachse verläuft, wird genannt Himmelsäquator. Es teilt die Himmelssphäre in zwei Teile: Nordhalbkugel mit seinem Gipfel am Nordpol und Süd- mit der Spitze am Südpol.
Deklinationskreis Leuchten – ein großer Kreis der Himmelssphäre, der durch die Pole der Welt und der Leuchte verläuft.
Tägliche Parallele- ein kleiner Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht.
Der große Kreis der Himmelssphäre, der durch den Zenit, den Nadir und die Pole der Welt verläuft, wird als bezeichnet Himmelsmeridian. Der Himmelsmeridian schneidet den wahren Horizont an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten. Der Schnittpunkt des wahren Horizonts und des Himmelsmeridians, der dem Nordpol der Welt am nächsten liegt, wird genannt Nordpunkt. Der Schnittpunkt des wahren Horizonts und des dem Südpol am nächsten liegenden Himmelsmeridians wird genannt nach Süden zeigen. Die Linie, die die Punkte Nord und Süd verbindet, heißt Mittagslinie. Es liegt auf der Ebene des wahren Horizonts. Schatten von Objekten fallen zur Mittagszeit in Richtung der Mittagslinie.
Der wahre Horizont schneidet den Himmelsäquator auch an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten - Punkt des Ostens Und zeigen Sie nach Westen. Für einen Beobachter, der in der Mitte der Himmelskugel steht und auf den Nordpunkt blickt, liegt der Ostpunkt rechts und der Westpunkt links. Wenn Sie sich an diese Regel erinnern, ist es einfach, sich im Gelände zurechtzufinden.
Man nennt die scheinbare Jahresbahn der Sonne zwischen den Sternen Ekliptik. Die Bahn der Erde um die Sonne, also ihre Umlaufbahn, liegt in der Ekliptikebene. Er ist zum Himmelsäquator in einem Winkel von 23°27" geneigt und kreuzt ihn an den Punkten der Frühlings- (♈, etwa 21. März) und Herbst-Tagundnachtgleiche (♎, etwa 23. September).
2.1.1. Grundlegende Ebenen, Linien und Punkte der Himmelssphäre
Eine Himmelskugel ist eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius und einem Mittelpunkt an einem ausgewählten Beobachtungspunkt, auf deren Oberfläche sich die Leuchten befinden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt von einem bestimmten Punkt im Raum aus am Himmel sichtbar sind. Um sich ein astronomisches Phänomen richtig vorzustellen, muss man annehmen, dass der Radius der Himmelskugel viel größer ist als der Radius der Erde (R sf >> R Erde), d. h. man muss annehmen, dass sich der Beobachter im Zentrum befindet Himmelskugel, und derselbe Punkt der Himmelskugel (derselbe Stern) ist von verschiedenen Orten der Erdoberfläche aus in parallelen Richtungen sichtbar.
Unter dem Himmelsgewölbe bzw. Himmel versteht man üblicherweise die innere Oberfläche der Himmelskugel, auf die Himmelskörper (Leuchtkörper) projiziert werden. Für einen Beobachter auf der Erde sind tagsüber die Sonne, manchmal der Mond und noch seltener die Venus am Himmel sichtbar. In einer wolkenlosen Nacht sind Sterne, der Mond, Planeten, manchmal Kometen und andere Körper sichtbar. Es gibt etwa 6000 Sterne, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Die relative Position der Sterne ändert sich aufgrund der großen Entfernung zu ihnen fast nicht. Himmelskörper, die zum Sonnensystem gehören, ändern ihre Position relativ zu den Sternen und zueinander, was durch ihre spürbare winkelige und lineare tägliche und jährliche Verschiebung bestimmt wird.
Das Himmelsgewölbe dreht sich als Ganzes mit allen darauf befindlichen Leuchten um eine imaginäre Achse. Dieser Wechsel erfolgt täglich. Wenn Sie die tägliche Rotation der Sterne auf der Nordhalbkugel der Erde beobachten und auf den Nordpol blicken, erfolgt die Rotation des Himmels gegen den Uhrzeigersinn.
Der Mittelpunkt O der Himmelskugel ist der Beobachtungspunkt. Die Gerade ZOZ", die mit der Richtung des Lots am Beobachtungsort zusammenfällt, wird als Lot oder Vertikallinie bezeichnet. Das Lot schneidet die Oberfläche der Himmelskugel an zwei Punkten: im Zenit Z, über dem Kopf des Beobachters, und am diametral gegenüberliegenden Punkt Z" - dem Nadir. Der Großkreis der Himmelskugel (SWNE), dessen Ebene senkrecht zur Lotlinie steht, wird mathematischer oder wahrer Horizont genannt. Der mathematische Horizont ist eine Ebene, die die Erdoberfläche am Beobachtungspunkt tangiert. Der kleine Kreis der Himmelskugel (aMa"), der durch den Himmelskörper M verläuft und dessen Ebene parallel zur Ebene des mathematischen Horizonts verläuft, wird Almucantarat des Himmelskörpers genannt. Der große Halbkreis der Himmelskugel ZMZ" wird Höhenkreis, vertikaler Kreis oder einfach die Vertikale der Leuchte genannt.Der Durchmesser PP“, um den sich die Himmelskugel dreht, wird Mundi-Achse genannt. Die Mundi-Achse schneidet die Oberfläche der Himmelskugel an zwei Punkten: am Himmelsnordpol P, von dem aus sich die Himmelskugel bei Betrachtung der Kugel im Uhrzeigersinn dreht von außen und am Südpol der Welt R". Die Weltachse ist zur Ebene des mathematischen Horizonts in einem Winkel geneigt, der der geografischen Breite des Beobachtungspunkts φ entspricht. Der große Kreis der Himmelskugel QWQ"E, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht, wird Himmelsäquator genannt. Der kleine Kreis der Himmelskugel (bМb"), dessen Ebene parallel zur Achse der Welt ist Die Ebene des Himmelsäquators wird Himmels- oder Tagesparallel des Himmelskörpers M genannt. Der große Halbkreis der Himmelssphäre RMR* wird Stundenkreis oder Deklinationskreis des Himmelskörpers genannt.
Der Himmelsäquator schneidet den mathematischen Horizont an zwei Punkten: am Ostpunkt E und am Westpunkt W. Die Höhenkreise, die durch die Punkte Ost und West verlaufen, werden als erste Vertikale bezeichnet – Ost und West.
Der Großkreis der Himmelskugel PZQSP"Z"Q"N, dessen Ebene durch das Lot und die Weltachse verläuft, wird Himmelsmeridian genannt. Die Ebene des Himmelsmeridians und die Ebene des mathematischen Horizonts schneiden sich entlang einer geraden Linie NOS, die Mittagslinie genannt wird. Der Himmelsmeridian schneidet den mathematischen Horizont am Nordpunkt N und am Südpunkt S. Der Himmelsmeridian schneidet sich auch mit dem Himmelsäquator an zwei Punkten: am oberen Punkt des Äquators Q, der näher am Zenit liegt, und am unteren Punkt des Äquators Q", der näher am Nadir liegt.
2.1.2. Leuchten, ihre Klassifizierung, sichtbare Bewegungen.
Sterne, Sonne und Mond, Planeten
Um am Himmel zu navigieren, werden helle Sterne in Sternbilder gruppiert. Es gibt 88 Sternbilder am Himmel, von denen 56 für einen Beobachter sichtbar sind, der sich in den mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre der Erde befindet. Alle Sternbilder haben ihre eigenen Namen, die mit den Namen von Tieren (Ursa Major, Löwe, Drache), den Namen von Helden der griechischen Mythologie (Cassiopeia, Andromeda, Perseus) oder den Namen von Objekten verbunden sind, deren Umrisse ähneln (Corona Borealis, Triangulum, Waage). ). Einzelne Sterne in den Sternbildern werden durch Buchstaben des griechischen Alphabets bezeichnet, und die hellsten von ihnen (etwa 200) erhielten „Eigennamen“. Beispielsweise ist α Canis Majoris „Sirius“, α Orion ist „Beteigeuze“, β Perseus ist „Algol“, α Ursa Minor ist „Polarstern“, in dessen Nähe sich der Punkt des Nordpols der Welt befindet. Die Bahnen von Sonne und Mond vor dem Hintergrund der Sterne fallen fast zusammen und durchlaufen zwölf Sternbilder, die Tierkreissternbilder genannt werden, da die meisten von ihnen nach Tieren benannt sind (vom griechischen „Zoon“ – Tier). Dazu gehören die Sternbilder Widder, Stier, Zwillinge, Krebs, Löwe, Jungfrau, Waage, Skorpion, Schütze, Steinbock, Wassermann und Fische. Die Flugbahn des Mars durch die Himmelssphäre im Jahr 2003 |
Schon in der Antike wurden 5 Leuchten beobachtet, die den Sternen ähnelten, aber durch die Sternbilder „wanderten“. Sie wurden Planeten genannt – „wandernde Leuchten“. Später wurden 2 weitere Planeten und eine große Anzahl kleinerer Himmelskörper (Zwergplaneten, Asteroiden) entdeckt.
Die Planeten bewegen sich die meiste Zeit über die Tierkreiskonstellationen von West nach Ost (direkte Bewegung), teilweise jedoch auch von Ost nach West (rückläufige Bewegung).
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Himmelskugel – eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius, die in verwendet wird Astronomie um die relativen Positionen der Himmelskörper zu beschreiben. Zur Vereinfachung der Berechnungen wird sein Radius gleich Eins angenommen; Das Zentrum der Himmelssphäre wird je nach zu lösendem Problem mit der Pupille des Beobachters, mit dem Zentrum, kombiniert Erde, Mond, Sonne oder sogar mit einem beliebigen Punkt im Raum.
Die Idee der Himmelssphäre entstand in der Antike. Es basierte auf dem visuellen Eindruck der Existenz einer Kristallkuppel am Himmel, auf der die Sterne fixiert zu sein schienen. Die Himmelssphäre war in der Vorstellung der alten Völker das wichtigste Element Universum. Mit der Entwicklung der Astronomie verschwand diese Sicht auf die Himmelssphäre. Die in der Antike festgelegte Geometrie der Himmelssphäre erhielt jedoch durch Entwicklung und Verbesserung eine moderne Form, in der sie zur Vereinfachung verschiedener Berechnungen verwendet wird Astrometrie.
Betrachten wir die Himmelssphäre, wie sie dem Beobachter in mittleren Breiten von der Erdoberfläche aus erscheint (Abb. 1).
Zwei Geraden, deren Position experimentell mit physikalischen und astronomischen Instrumenten ermittelt werden kann, spielen eine wichtige Rolle bei der Definition von Konzepten im Zusammenhang mit der Himmelssphäre. Das erste davon ist ein Lot; Dies ist eine gerade Linie, die an einem bestimmten Punkt mit der Richtung der Schwerkraft zusammenfällt. Diese durch den Mittelpunkt der Himmelskugel gezogene Linie schneidet diese an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten: Der obere wird Zenit genannt, der untere Nadir. Die Ebene, die senkrecht zur Lotlinie durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, wird als Ebene des mathematischen (oder wahren) Horizonts bezeichnet. Die Schnittlinie dieser Ebene mit der Himmelskugel heißt Horizont.
Die zweite Gerade ist die Weltachse – eine Gerade, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel parallel zur Rotationsachse der Erde verläuft; Es gibt eine sichtbare tägliche Rotation des gesamten Himmels um die Erdachse. Die Schnittpunkte der Weltachse mit der Himmelssphäre werden Nord- und Südpol der Welt genannt. Der auffälligste Stern in der Nähe des Nordpols der Welt ist Polarstern. In der Nähe des Südpols der Welt gibt es keine hellen Sterne.
Die Ebene, die senkrecht zur Weltachse durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, wird Himmelsäquatorebene genannt. Die Schnittlinie dieser Ebene mit der Himmelskugel wird Himmelsäquator genannt.
Erinnern wir uns daran, dass der Kreis, der entsteht, wenn die Himmelskugel von einer durch ihr Zentrum verlaufenden Ebene geschnitten wird, in der Mathematik Großkreis genannt wird, und wenn die Ebene nicht durch das Zentrum geht, dann ein kleiner Kreis entsteht. Horizont und Himmelsäquator stellen Großkreise der Himmelssphäre dar und teilen diese in zwei gleichgroße Hemisphären. Der Horizont teilt die Himmelssphäre in sichtbare und unsichtbare Hemisphären. Der Himmelsäquator teilt es in die nördliche bzw. südliche Hemisphäre.
Während der täglichen Drehung des Himmels drehen sich die Leuchten um die Weltachse und beschreiben dabei kleine Kreise auf der Himmelssphäre, sogenannte Tagesparallelen; Leuchten, die 90° von den Polen der Welt entfernt sind, bewegen sich entlang des großen Kreises der Himmelssphäre – dem Himmelsäquator.
Nachdem wir die Lotlinie und die Weltachse definiert haben, ist es nicht schwer, alle anderen Ebenen und Kreise der Himmelssphäre zu definieren.
Die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verlaufende Ebene, in der gleichzeitig das Lot und die Weltachse liegen, wird als Ebene des Himmelsmeridians bezeichnet. Der Großkreis vom Schnittpunkt dieser Ebene mit der Himmelskugel wird Himmelsmeridian genannt. Derjenige der Schnittpunkte des Himmelsmeridians mit dem Horizont, der näher am Nordpol der Welt liegt, wird Nordpunkt genannt; diametral gegenüber - der Punkt des Südens. Die durch diese Punkte verlaufende Gerade ist die Mittagslinie.
Punkte am Horizont, die 90° vom Nord- und Südpunkt entfernt sind, werden Ost- und Westpunkte genannt. Diese vier Punkte werden die Hauptpunkte des Horizonts genannt.
Ebenen, die durch eine Lotlinie verlaufen, schneiden die Himmelskugel in Großkreisen und werden Vertikalen genannt. Der Himmelsmeridian ist eine der Vertikalen. Die Senkrechte zum Meridian, die durch die Punkte Ost und West verläuft, wird als erste Senkrechte bezeichnet.
Per Definition stehen die drei Hauptebenen – der mathematische Horizont, der Himmelsmeridian und die erste Vertikale – senkrecht zueinander. Die Ebene des Himmelsäquators steht nur senkrecht zur Ebene des Himmelsmeridians und bildet mit der Ebene des Horizonts einen Diederwinkel. An den geografischen Polen der Erde fällt die Ebene des Himmelsäquators mit der Ebene des Horizonts zusammen und am Äquator der Erde wird sie senkrecht dazu. Im ersten Fall fällt an den geografischen Polen der Erde die Weltachse mit einer Lotlinie zusammen und jede der Vertikalen kann je nach den Bedingungen der jeweiligen Aufgabe als Himmelsmeridian angesehen werden. Im zweiten Fall liegt am Äquator die Weltachse in der Horizontebene und fällt mit der Mittagslinie zusammen; Der Nordpol der Welt fällt mit dem Nordpunkt zusammen, und der Südpol der Welt fällt mit dem Südpunkt zusammen (siehe Abbildung).
Bei der Verwendung der Himmelskugel, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Erde oder einem anderen Punkt im Raum zusammenfällt, treten auch eine Reihe von Merkmalen auf, aber das Prinzip der Einführung grundlegender Konzepte - Horizont, Himmelsmeridian, erste Vertikale, Himmelsäquator, usw. - bleibt gleich.
Die Hauptebenen und Kreise der Himmelskugel werden bei der Einführung von Horizontal, Äquator und Ekliptik verwendet Himmelskoordinaten sowie bei der Beschreibung der Merkmale der scheinbaren täglichen Rotation der Leuchten.
Der Großkreis, der entsteht, wenn die Himmelskugel von einer Ebene geschnitten wird, die durch ihren Mittelpunkt verläuft und parallel zur Ebene der Erdumlaufbahn verläuft, wird als Großkreis bezeichnet Ekliptik. Die sichtbare jährliche Bewegung der Sonne findet entlang der Ekliptik statt. Der Schnittpunkt der Ekliptik mit dem Himmelsäquator, an dem die Sonne von der südlichen Hemisphäre der Himmelssphäre zur nördlichen übergeht, wird genannt Punkt der Frühlings-Tagundnachtgleiche. Der entgegengesetzte Punkt der Himmelssphäre wird Herbst-Tagundnachtgleiche genannt. Eine gerade Linie, die senkrecht zur Ekliptikebene durch den Mittelpunkt der Himmelskugel verläuft, schneidet die Kugel an zwei Polen der Ekliptik: dem Nordpol auf der Nordhalbkugel und dem Südpol auf der Südhalbkugel.
2.1 Lotlinie und verwandte Konzepte
2.2 Tägliche Rotation der Himmelssphäre und verwandte Konzepte
2.3 Begriffe, die am Schnittpunkt der Konzepte „Lotlinie“ und „Rotation der Himmelssphäre“ entstehen
2.4 Jährliche Bewegung der Sonne durch die Himmelssphäre und verwandte Konzepte
Einführung
1. Geschichte
2 Elemente der Himmelssphäre
3 Interessante Fakten
Einführung
Die Himmelskugel wird durch den Himmelsäquator geteilt.
Himmelssphäre- eine imaginäre Kugel mit beliebigem Radius, auf die Himmelskörper projiziert werden: Wird zur Lösung verschiedener astrometrischer Probleme verwendet. Das Auge des Beobachters wird als Mittelpunkt der Himmelssphäre angesehen; Dabei kann sich der Beobachter sowohl auf der Erdoberfläche als auch an anderen Punkten im Weltraum befinden (z. B. kann er auf den Erdmittelpunkt bezogen werden). Für einen Erdbeobachter reproduziert die Rotation der Himmelskugel die tägliche Bewegung der Himmelskörper.
Jeder Himmelskörper entspricht einem Punkt auf der Himmelskugel, an dem er von einer geraden Linie geschnitten wird, die den Mittelpunkt der Kugel mit dem Mittelpunkt des Körpers verbindet. Bei der Untersuchung der Positionen und scheinbaren Bewegungen von Leuchten auf der Himmelskugel wird das eine oder andere Kugelkoordinatensystem gewählt. Berechnungen der Positionen von Leuchten auf der Himmelskugel werden mithilfe der Himmelsmechanik und der sphärischen Trigonometrie durchgeführt.
1. Geschichte
Die Idee der Himmelssphäre entstand in der Antike; es basierte auf dem visuellen Eindruck der Existenz eines gewölbten Himmelsgewölbes. Dieser Eindruck ist darauf zurückzuführen, dass das menschliche Auge aufgrund der enormen Entfernung der Himmelskörper die unterschiedlichen Abstände zu ihnen nicht wahrnehmen kann und sie daher gleich weit entfernt erscheinen. Bei den alten Völkern war dies mit der Anwesenheit einer realen Kugel verbunden, die die ganze Welt begrenzte und auf ihrer Oberfläche zahlreiche Sterne trug. Somit war die Himmelssphäre ihrer Ansicht nach das wichtigste Element des Universums. Mit der Entwicklung wissenschaftlicher Erkenntnisse verschwand diese Sicht auf die Himmelssphäre. Die in der Antike festgelegte Geometrie der Himmelssphäre erhielt jedoch durch Weiterentwicklung und Verbesserung eine moderne Form, in der sie in der Astrometrie verwendet wird.
2. Elemente der Himmelssphäre
Die Präzession der Tagundnachtgleiche des Planeten Erde, dank derer der Wechsel der Jahreszeiten möglich ist
2.1. Lot und verwandte Konzepte
Senklot- eine gerade Linie, die durch den Mittelpunkt der Himmelskugel und den Beobachtungspunkt auf der Erdoberfläche verläuft. Ein Lot schneidet die Oberfläche der Himmelskugel an zwei Punkten - Zenitüber dem Kopf des Betrachters und Nadir unter den Füßen des Betrachters.
Mathematischer Horizont- ein großer Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Lotlinie steht. Der mathematische Horizont teilt die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Hemisphären: sichtbare Hemisphäre mit der Spitze im Zenit und unsichtbare Hemisphäre mit der Spitze am Nadir. Der mathematische Horizont stimmt aufgrund der Höhe des Beobachtungspunkts über der Erdoberfläche sowie aufgrund der Ablenkung der Lichtstrahlen in der Atmosphäre nicht mit dem sichtbaren Horizont überein.
Höhenkreis oder Vertikale Koryphäe – ein großer Halbkreis der Himmelskugel, der durch die Koryphäe, den Zenit und den Nadir verläuft. Almucantarat(arabisch „Kreis gleicher Höhe“) – ein kleiner Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene parallel zur Ebene des mathematischen Horizonts verläuft. Höhenkreise und Almucantarate bilden ein Koordinatengitter, das die horizontalen Koordinaten des Himmelskörpers angibt.
2.2. Tägliche Rotation der Himmelssphäre und verwandte Konzepte
Achse Mundi- eine imaginäre Linie, die durch den Mittelpunkt der Welt verläuft und um die sich die Himmelskugel dreht. Die Weltachse schneidet die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Punkten - Nordpol der Welt Und Südpol der Welt. Die Drehung der Himmelskugel erfolgt gegen den Uhrzeigersinn um den Nordpol, wenn man die Himmelskugel von innen betrachtet.
Himmelsäquator- ein großer Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene senkrecht zur Weltachse steht. Der Himmelsäquator teilt die Himmelssphäre in zwei Hemisphären: nördlich Und Süd-.
Deklinationskreis- ein großer Kreis der Himmelssphäre, der durch die Pole der Welt verläuft.
Tägliche Parallele- ein kleiner Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene parallel zur Ebene des Himmelsäquators verläuft. Die sichtbaren täglichen Bewegungen der Leuchten erfolgen entlang täglicher Parallelen. Deklinationskreise und Tagesparallelen bilden ein Koordinatengitter auf der Himmelskugel, das die Äquatorkoordinaten des Himmelskörpers angibt.
2.3. Begriffe, die an der Schnittstelle der Konzepte „Lotlinie“ und „Rotation der Himmelssphäre“ entstanden sind
Der Himmelsäquator schneidet den mathematischen Horizont bei Punkt des Ostens Und zeigen Sie nach Westen. Der östliche Punkt ist derjenige, an dem die Punkte der rotierenden Himmelskugel aus dem Horizont aufragen. Der durch den Ostpunkt verlaufende Höhenhalbkreis wird genannt erste Vertikale.
Himmlischer Meridian- ein großer Kreis der Himmelskugel, dessen Ebene durch das Lot und die Weltachse verläuft. Der Himmelsmeridian teilt die Oberfläche der Himmelskugel in zwei Hemisphären: östliche Hemisphäre Und westliche Hemisphäre.
Mittagslinie- die Schnittlinie der Ebene des Himmelsmeridians und der Ebene des mathematischen Horizonts. Die Mittagslinie und der Himmelsmeridian schneiden den mathematischen Horizont an zwei Punkten: Nordpunkt Und nach Süden zeigen. Der Nordpunkt ist derjenige, der näher am Nordpol der Welt liegt.
2.4. Die jährliche Bewegung der Sonne durch die Himmelssphäre und verwandte Konzepte
P, P“ – Himmelspole, T, T“ – Äquinoktiumspunkte, E, C – Sonnenwendepunkte, P, P“ – Ekliptikpole, PP“ – Himmelsachse, PP“ – Ekliptikachse, ATQT“ – Himmelsäquator, ETCT " - Ekliptik
Ekliptik- ein großer Kreis der Himmelssphäre, entlang dem die sichtbare jährliche Bewegung der Sonne stattfindet. Die Ebene der Ekliptik schneidet die Ebene des Himmelsäquators im Winkel ε = 23°26".
Die beiden Punkte, an denen die Ekliptik den Himmelsäquator schneidet, werden Tagundnachtgleiche genannt. IN Frühlings-Tagundnachtgleiche Die Sonne bewegt sich in ihrer jährlichen Bewegung von der südlichen Hemisphäre der Himmelssphäre in die nördliche; V Herbsttagundnachtgleiche- von der Nordhalbkugel bis zur Südhalbkugel. Zwei Punkte der Ekliptik, die 90° von den Tagundnachtgleichen entfernt und damit am weitesten vom Himmelsäquator entfernt sind, werden Sonnenwendepunkte genannt. Punkt der Sommersonnenwende liegt auf der Nordhalbkugel, Punkt der Wintersonnenwende- auf der Südhalbkugel.
Ekliptische Achse- der Durchmesser der Himmelskugel senkrecht zur Ekliptikebene. Die Ekliptikachse schneidet die Oberfläche der Himmelskugel an zwei Punkten - Nordpol der Ekliptik, liegt auf der Nordhalbkugel und Südpol der Ekliptik, liegt auf der Südhalbkugel. Der Nordpol der Ekliptik hat die äquatorialen Koordinaten R.A. = 18h00m, Dez = +66°33", und liegt im Sternbild Drache.
Kreis der ekliptischen Breite, oder einfach Breitenkreis- ein großer Halbkreis der Himmelssphäre, der durch die Pole der Ekliptik verläuft.
3. Interessante Fakten
Wort Zenit kam zu uns aus der arabischen Sprache, wo es als ausgesprochen wird Stellvertreter. In lateinischen Buchstaben als zamt umgeschrieben, wurde es später von Schriftgelehrten zu zanit und dann zu zenith verfälscht.
