Éléments de l'astronomie sphérique

Considérez l'unité de comptage de temps astronomique, qui est devenu le prototype des éléments de calendrier. Alors, comment dans le passé les gens ne savaient même pas la longueur réelle de l'année, il pourrait mesurer des intervalles de temps égaux, en regardant le lever du soleil( ou le coucher du soleil) le soleil dans le même point de l'horizon, orienté dans cette direction leurs temples et pyramides.

Les principaux points et lignes de la sphère céleste. Tout d'abord, nous rappelons que dans l'étude de la forme du ciel utilise le concept de la sphère céleste - une sphère imaginaire de rayon arbitraire, la surface interne comme « suspendu » étoiles. Au centre de cette sphère( au point O) se trouve l'observateur( Fig.).Le point de la sphère céleste, située juste au-dessus de la tête de l'observateur, appelé le zénith, son contraire - le point le plus bas. Les points d'intersection d'un imaginaire de l'axe de la Terre de rotation( « axe du monde ») avec la sphère céleste sont appelés les pôles du monde.

tirer à travers le centre de la sphère céleste trois plan imaginaire: la première est perpendiculaire à la ligne verticale, la seconde perpendiculaire à l'axe du monde et la troisième - à travers la ligne pure( à travers le centre de la sphère et le zénith) et l'axe du monde( par le pôle du monde).En conséquence, la sphère céleste nous obtenons trois grands cercles( centres coïncident avec le centre de la sphère céleste):( fig.) À l'horizon, l'équateur céleste et le méridien céleste.méridien céleste croise l'horizon en deux points: un point au nord( N) et pointe sud( S), l'équateur céleste - un point à l'est( E) et le point ouest( W).La ligne SN définissant la direction "nord-sud" est appelée ligne de midi.

Fig. Les principaux points et lignes de la sphère céleste;flèche indique le sens de son mouvement de rotation

apparente centre du disque solaire annuel parmi étoile se produit sur l'écliptique - grand cercle dont le plan fait avec l'angle céleste de plan d'équateur ε = 23 ° 27.Avec écliptique équateur céleste croise en deux points( fig.) À l'équinoxe vernal ¡ et équinoxe d'automne dans le point W.

Fig. La position de l'écliptique sur la sphère céleste;la flèche indique la direction du mouvement annuel visible du soleil

Rappelons que le soleil se déplace le long de l'écliptique vers rotation apparemment diurne de la sphère céleste( t. e. à partir de l'ouest vers l'est) à un débit de près de 1 ° par jour, ce qui correspond à deux de son diamètre angulaire apparent. Sun passe 20( ou 21) Mars déplacement de l'hémisphère sud au nord par l'équinoxe. Six mois plus tard, 22( ou 23) en Septembre, il passe par l'équinoxe d'automne dans l'hémisphère nord dans le sud.

Coordonnées célestes. Comme dans le modèle réduit globuse- de la Terre, la sphère céleste( mais à l'intérieur!), Vous pouvez construire une grille qui permet de déterminer les coordonnées d'une même étoile. Le rôle des méridiens terrestres sur le cercle de jeu de Déclinaison sphère céleste, s'étendant du pôle nord au sud du monde, au lieu du parallèle de latitude sur la sphère céleste sont menées en parallèle diurne. Pour chaque luminaire, il est possible de trouver( Fig.):

Fig. La direction de comptage des coordonnées équatoriales un, et S, ainsi que l'angle horaire étoiles t

1. La α distance angulaire de son cercle de déclinaison de l'équinoxe le long de l'équateur céleste mesurée contre le mouvement diurne de la sphère céleste( similaire à la façon dont le long équateur de la Terre, on mesure la longitude λ- la distance angulaire par rapport au méridien de l'observateur zéro méridien de Greenwich).Cette coordonnée s'appelle l'ascension directe de l'étoile.

2. La distance angulaire δ lumière de l'équateur céleste -( . Correspondant à la latitude géographique φ) l'induction de lumière mesurée le long d'un cercle de déclinaison passant à travers cette lumière.

alpha luminaires directe en montée mesurée dans le sens horaire moins - en heures( h ou h), minute( m ou m) et secondes( s ou s) de 0h à déclinaison 24h δ - en degrés, avec le signe "plus"( 0 °à + 90 °) dans la direction de l'équateur céleste au pôle nord du monde, et avec le signe « moins »( de 0 ° à -90 °) - au pôle sud du monde. Au cours de la rotation quotidienne de la sphère céleste les coordonnées de chaque lumière reste inchangé.

La position de chaque luminaire sur la sphère céleste à un instant donné peut aussi être décrite par deux autres coordonnées: son azimut et son altitude angulaire au-dessus de l'horizon. Pour ce faire, du zénith à travers l'étoile jusqu'à l'horizon, nous tenons un grand cercle mental - la verticale. L'azimut de la lumière A est mesuré depuis le point sud de S vers l'ouest jusqu'au point d'intersection de la verticale de l'étoile avec l'horizon. Si l'azimut est lu à partir du point sud dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, un signe moins lui est affecté.La hauteur de la lumière h est mesurée le long de la verticale de l'horizon au luminaire( Fig.).En ce qui concerne la figure, il est clair que la hauteur du pôle du monde au-dessus de l'horizon est égale à la latitude géographique de l'observateur.

Fig. La direction de référence de l'azimut A et l'altitude h de la lumière

L'aboutissement des luminaires. Au cours de la rotation quotidienne de la Terre, chaque point de la sphère céleste passe deux fois à travers le méridien céleste de l'observateur. Le passage de tel ou tel luminaire à travers cette partie de l'arc du méridien céleste, sur lequel se trouve le zénith de l'observateur, est appelé le point culminant supérieur du luminaire. La hauteur de la lumière au-dessus de l'horizon atteint la valeur la plus élevée. Au moment de la culmination inférieure du luminaire, la partie opposée de l'arc du méridien, sur lequel se trouve le nadir, passe. Le temps écoulé après la culmination supérieure du luminaire, l'angle horaire de la lumière t est mesuré.

Si le luminaire dans le climax supérieur passe par le méridien céleste au sud du zénith, alors sa hauteur au-dessus de l'horizon à ce moment est égale à