Пригодилось? Поделись!

Система небесных координат

 

РЕФЕРАТ

 

по астрономии

 

на тему


«СИСТЕМА НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ»

Выполнил ученик 11 класса «___»

средней общеобразовательной школы №_____

Фамилия И.О.


Москва, 2005

Оглавление

1. Горизонтальная система небесных координат                  3

2. Экваториальная система небесных координат                 4

3. Эклиптическая система небесных координат                   6

4. Галактическая система небесных координат                   7

5. Изменение координат при вращении небесной сферы      8

6. Использование различных систем координат                   8

Список используемой литературы                                      9


Системы небесных координат используются в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Небесные координаты вводятся на геометрически правильной поверхности небесной сферы координатной сеткой, подобной сетке меридианов и параллелœей на Земле. Координатная сетка определяется двумя плоскостями: плоскостью экватора системы и связанными с ним двумя полюсами, а также плоскостью начального меридиана.

В астрономии применяют несколько систем небесных координат, удобных для решения различных научных и практических задач. При этом используются известные плоскости, круги и точки небесной сферы.

В зависимости от стоящей задачи, может быть более удобным использовать ту или иную систему. Наиболее часто используются горизонтальная и экваториальные системы координат. Реже — эклиптическая, галактическая и другие.

1. Горизонтальная система небесных координат

В горизонтальной системе небесных координат основным кругом служит математический, или истинный, горизонт, а координатой, аналогичной географической широте, — высота светила (над горизонтом) h. Она отсчитывается от плоскости горизонта со знаком «плюс» в видимом полушарии небесной сферы и со знаком «минус» — в невидимом, под горизонтом; таким образом, высоты, так же как и широты на Земле, могут принимать значения от + 90 до — 90°. Круг небесной сферы, на котором всœе точки имеют равные высоты, аналогичный географической параллели, принято называть альмукантаратом. Взамен высоты в астрономии часто используется зенитное расстояние z = 90°—h. Геометрически зенитное расстояние z представляет собой угол между направлениями на зенит и на объект; оно всœегда положительно и принимает значения в пределах от 0 (для точки зенита) до 180° (для точки надира).

Аналогом географической долготы в горизонтальной системе координат служит азимут, представляющий собой двугранный угол между плоскостью вертикала, проходящего через зенит и рассматриваемую точку, и плоскостью небесного меридиана.

Поскольку обе указанные плоскости перпендикулярны плоскости математического горизонта͵ мерой двугранного угла может служить соответствующий угол между их следами в горизонтальной плоскости (альфа). В геодезии принято отсчитывать азимуты от направления на точку севера по часовой стрелке (через точки востока, юга и запада) от 0 до 360°. В астрономии азимуты отсчитываются в том же направлении, однако часто начиная от точки юга. Тем самым астрономические и геодезические азимуты отличаются друг от друга на 180°, в связи с этим важно при решении той или иной задачи на небесной сфере выявить, с каким именно азимутом приходится иметь дело.

Частным случаем понятия «азимут» служат долго применявшиеся в мореплавании и метеорологии румбы. В морской навигации окружность горизонта делилась на 32 румба; в метеорологии— на 16. Направления на север, восток, юг и запад называют главными румбами. Остальные направления называются по имени главных, к примеру: северо-запад или юго-восток, соответственно, между севером и западом, югом и востоком. Еще более дробные румбы именуют так: румб между севером и северо-западом называют северо-северо-западом; между востоком и юго-востоком — восток-юго-восток и т.д. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, румб является округленным значением азимута.

2. Экваториальная система небесных координат

 

В экваториальной системе небесных координат исходной плоскостью служит небесный экватор. Координатой, аналогичной географической широте на Земле, в этом случае является склонение светила, угол между направлением на объект и плоскостью небесного экватора. Склонение отсчитывается по так называемому часовому кругу от плоскости небесного экватора со знаком «плюс» в северном полушарии небесной сферы и со знаком «минус» — в южном; оно может принимать значения в пределах от + 90 до — 90 °. Геометрическим местом точек с равными склонениями является суточная параллель.

Другая координата в экваториальной системе вводится двумя способами.

В первом случае начальной плоскостью служит плоскость небесного меридиана места наблюдений; координата͵ аналогичная земной долготе, в этом случае принято называть часовым углом и измеряется в часовой мере — часах, минутах и секундах. Часовой угол отсчитывается от южной части небесного меридиана в направлении суточного вращения неба до часового круга светила. Вследствие вращения небосвода часовой угол одного и того же светила в течение суток меняется в пределах от 0 до 24 ч. Такая система небесных координат носит название первой экваториальной. Часовой угол зависит не только от времени наблюдений, но и от места наблюдений на земной поверхности.

Во втором случае начальной плоскостью служит плоскость, проходящая через ось мира и точку весеннего равноденствия, которая вращается вместе со всœей небесной сферой. Координата͵ аналогичная земной долготе, в этом случае принято называть прямым восxождением (альфа) и отсчитывается в часовой мере в направлении, обратном направлению вращения звездного неба. Для разных светил она имеет значения от 0 до 24 ч. При этом, в отличие от часовых углов, величина прямого восхождения одного и того же светила не меняется вследствие суточного вращения небосвода и не зависит от места наблюдений на поверхности Земли. Склонения и прямые восхождения называются второй экваториальной системой небесных координат. Эта система используется в звездных каталогах и на звездных картах.

3. Эклиптическая система небесных координат

В эклиптической системе основной плоскостью служит плоскость эклиптики. Чтобы определить положение светила, проводят через него и полюс эклиптики большой круг, который принято называть кругом широты данного светила. Его дуга от эклиптики до светила принято называть эклиптической широтой (или просто широтой). Широта является первой координатой в этой системе небесных координат (бета). Она отсчитывается от 0 до 90° со знаком «плюс» в сторону северного полюса эклиптики и со знаком «минус» в сторону ее южного полюса. Вторая координата — эклиптическая долгота (или просто долгота (ламбда); она отсчитывается от плоскости, проходящей через полюса эклиптики и точку весеннего равноденствия, в направлении годичного движения Солнца и может принимать значения от 0 до 360°. Координаты звезд в эклиптической системе не меняются в течение суток и не зависят от места наблюдений.

Эклиптическая система исторически появилась раньше второй экваториальной. Она была удобной потому, что древние угломерные инструменты, такие, к примеру, как армиллярная сфера, были приспособлены для измерения непосредственно эклиптических координат Солнца, планет и звезд. В связи с этим эклиптическая система является основой всœех старинных звездных каталогов и атласов звездного неба.

4. Галактическая система небесных координат

 

Галактическая система небесных координат используется для изучения нашей Галактики, она стала применяться сравнительно недавно. Основной плоскостью в ней служит плоскость галактического экватора, т. е. плоскость симметрии Млечного Пути. Галактические широты b отсчитываются к северу и к югу от экватора Галактики соответственно со знаками «плюс» и «минус». Галактические долготы l отсчитываются в направлении возрастающих прямых восхождений от плоскости, проходящей через полюса Галактики и точку пересечения экватора Галактики с небесным экватором. Эклиптические и галактические координаты получаются путем вычислений из экваториальных, которые определяются непосредственно из астрономических наблюдений.

Системы небесных координат подразделœены также в зависимости от положения их центра в пространстве. Так, топоцентрической называют систему небесных координат, центр которой находится в какой-либо точке на поверхности Земли. В случае если для решения поставленной задачи используется система координат с центром в центре Земли, то ее называют геоцентрической системой небесных координат. Аналогичным образом систему с центром в центре Луны называют селœеноцентрической, с центром в одной из планет — планетоцентрической (или более детально: для Марса — а р е о-центрической, для Венеры — афро-центрической и т. п.). Система небесных координат с центром в центре Солнца принято называть гелиоцентрической.

5. Изменения координат при вращении небесной сферы

Высота h, зенитное расстояние z, азимут A и часовой угол t светил постоянно изменяются вследствие вращения небесной сферы, так как отсчитываются от точек, не связанных с этим вращением.

Склонение δ, полярное расстояние p и прямое восхождение α светил при вращении небесной сферы не изменяются, но они могут меняться из-за движений светил, не связанных с суточным вращением.

6. Использование различных систем координат

Горизонтальная система координат используется для определœения направления на светило с помощью угломерных инструментов и при наблюдениях в телœескоп, смонтированный на азимутальной установке.

Первая экваториальная система координат используется для определœения точного времени и при наблюдениях в телœескоп, смонтированный на экваториальной установке.

Вторая экваториальная система координат является общепринятой в астрометрии. В этой системе составляются звёздные карты и описываются положения светил в каталогах.

Эклиптическая система координат используется в теоретической астрономии при определœении орбит небесных тел.


Список используемой литературы

Учебная литература:

1.  Подобед В.В. Фундаментальная астрометрия. Установление фундаментальной системы небесных координат. – М.: Наука, 1968 ᴦ.

2.  Клищенко А.П., Шупляк В.И. Астрономия. – М.: Новое знание, 2004 ᴦ.

3.  Большая Советская Энциклопедия (на CD)

Источники сети Интернет:

1. www.astronet.ru

2. www.astroweb.ru

3. www.astronomer.narod.ru


Система небесных координат - 2020 (c).
Яндекс.Метрика