Людям нравится смотреть на звездное небо. Какими бы ни были обстоятельства вокруг, как бы жизнь ни заставляла вжиматься в землю от опасности, рано или поздно кто-то все равно посмотрит вверх. Возможно, именно это свойство и делает нас людьми.
Стороны звездного неба
Стоит выйти в ясную ночь куда-нибудь на открытое пространство, как над нами раскрывается панорама звездного неба. Внимательный глаз может увидеть на небосклоне сотни ярких точек. Некоторые из них — звезды, другие — планеты или искусственные объекты, запущенные человеком в космос. Эта невероятная картина впечатляет, и подталкивает познать Вселенную глубже.
Но путь в науку начинается с понимания базовых вещей. Звездное небо мы воспринимаем как полусферу. Ориентация в ней начинается с определения основных направлений: север, юг, восток, запад, зенит и надир. Легче всего найти зенит: это точка прямо над головой наблюдателя. Надир — противоположное направление, оно находится у нас под ногами.
Ориентировку по сторонам света следует начать с определения направления на север. В звездную ночь на территории Украины проще всего это сделать с помощью Ковшей. Самые яркие звезды Большой и Малой Медведиц формируют на небе нечто похожее на ковши. Недаром чумаки, ездившие в Крым за солью, дали им названия Большого и Малого Ковшей.
Как найти север
Большую Медведицу найти легче, потому что она гораздо больше. В ней нас интересуют две передние звезды «ковша», которые называются Дубхе и Мерак. Через них нужно провести линию в ту сторону, откуда на воз клали бы груз. Если на этой прямой отмерить примерно 5,5 расстояний между двумя звездами, то можно найти «хвост» Малой Медведицы. На его конце расположена Полярная звезда. Впрочем, в Южном полушарии этот метод не работает: там Полярная не появляется над горизонтом (по крайней мере, в нашу эпоху).
Полярная звезда практически не изменяет своего положения на небе, в то время как другие светила участвуют в суточном вращении небесной сферы. Если быть совсем точным, эта звезда описывает небольшой круг радиусом меньше градуса вокруг условной точки, называемой полюсом мира. Если через эту точку провести линию от зенита до горизонта, мы получим направление на север.
Вечером и утром можно ориентироваться по месту восхода и заката Солнца. Этот способ не так точен, потому что в течение года точки его восхода и заката смещаются. На рассвете нужно стать так, чтобы небо светлело по правую руку. После заката Солнца ту точку, где оно укрылось за горизонтом, нужно оставить слева. В обоих случаях север будет прямо перед вами, а Полярную звезду можно найти, просто посмотрев вверх. Ее высота над горизонтом равна широте места наблюдений.
Как вращается звездное небо
Затем достаточно раскинуть руки в стороны и включить воображение. Впереди будет север, сзади — юг, слева — запад, справа — восток. Если местность вам до сих пор незнакома, следует привязать эти направления к каким-то заметным объектам: деревьям, зданиям, ярким огням на горизонте. А дальше придется разбираться с вращением небесной сферы.
На самом деле вращающейся небесной сферы не существует. Это Земля вращается вокруг Солнца и вокруг собственной оси, из-за чего точка ее поверхности, на которой находимся мы, поворачивается в сторону тех или иных звезд, ни к какой сфере не прикрепленных и расположенных на разных расстояниях от нас.
Но нам легче представлять небо как сферу, вращающуюся вместе со звездами вокруг оси, проходящей именно через северный полюс мира. Возле него расположена Полярная звезда (возле южного полюса такой яркой звезды сейчас нет). Эта воображаемая линия называется осью мира, и в течение суток все звезды совершают оборот вокруг нее. При этом двигаются они в том же направлении, что и Солнце, то есть по часовой стрелке. Они восходят над горизонтом, поднимаются к самому высокому положению, а затем опускаются.
Небесный экватор, меридиан и не заходящие звезды
Если небесная сфера, как и Земля, имеет ось вращения, то у нее должен быть и экватор. Он так и называется — «небесный экватор». Это — круг на этой сфере, равноудаленный от обоих полюсов. Еще один важный круг носит название «небесный меридиан». Он проходит через полюс мира и зенит. Несмотря на то, что все звезды поднимаются над горизонтом на разную высоту, в течение своего суточного движения они пересекают небесный меридиан. Именно при его пересечении они поднимаются высоко над горизонтом, то есть проходят кульминацию. Следует заметить, что, когда говорят «Солнце в зените», чаще всего подразумевают именно его кульминацию, которая отмечает местный полдень. Для наблюдателей в Украине Солнце в зенит не поднимается никогда.
Также на территории Украины есть звезды, которые ни в течение суточного, ни в течение годового вращения не прячутся за горизонтом. Это светила, которые находятся достаточно близко к северному полюсу мира. К ним относятся также все звезды Большой и Малой Медведиц, Капелла, Вега и напоминающее букву М (или W) созвездие Кассиопеи.
Эклиптика и Млечный Путь
Все, что написано выше, касается только движения звезд. Солнце и планеты вращаются по своим правилам и постоянно смещаются относительно «недвижимых» светил. Поэтому, собственно, планеты и получили свое название, означающее «путешественники». Но и у них есть кое-что общее.
Все планеты и Луна движутся по небу недалеко от той же линии, по которой среди звезд движется Солнце. Эта линия называется эклиптикой. По сути это проекция на небесную сферу плоскости земной орбиты. Плоскости других планетных орбит отклоняются от нее максимум на несколько градусов.
Еще одна важная деталь звездного неба — Млечный Путь — светлая полоса, «окутывающая» всю небесную сферу. Видно ее не всегда и не везде по сугубо земным причинам. Это плоскость нашей Галактики. А в созвездиях Стрельца и Скорпиона, где эта линия раздваивается, действительно прячется галактическое ядро, скрытое темными облаками пыли. При этом ни с небесным экватором, ни с эклиптикой эта плоскость не совпадает.
Местная система координат
Как мы можем четко указать позицию конкретного объекта на небе, чтобы его могли найти другие наблюдатели? Самый простой способ — отталкиваться от горизонта и фиксированного направления на какую-то из сторон света. Это так называемая горизонтальная система координат. Ее можно также назвать местной, поскольку она привязана к точке, где стоит наблюдатель.
В этой системе небесное тело имеет две координаты: азимут Az и высоту над горизонтом h. Вместо последней может использоваться зенитное расстояние (90°-h). Оно определяет, насколько высоко нужно поднять голову или трубу телескопа, чтобы увидеть объект.
Азимут (от арабского «ас-сумут» — «направление») определяется как угол между точкой севера и точкой пересечения с горизонтом большого круга, проведенного через зенит и небесное тело. Он отсчитывается слева направо. Северу в такой системе координат соответствует азимут 0°, востоку — 90°, югу — 180°, западу — 270°.
Поскольку наша планета, как уже упоминалось, вращается вокруг своей оси, все астрономические объекты постоянно меняют свое положение в отсчетной системе, «привязанной» к горизонту. Это сильно усложняло жизнь астрономам и вынудило их изобрести еще одну систему небесных координат. О ней пойдет речь в следующей статье.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
