Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu 		 

Na pervuyu stranicu << 3.1. Gorizontal'naya sistema koordinat | Oglavlenie | 3.3. Eklipticheskaya sistema koordinat >>


3.2. Ekvatorial'naya sistema koordinat

Napravlenie osi vrasheniya Zemli yavlyaetsya vtorym vybrannym napravleniem dlya nablyudatelya, nahodyashegosya na poverhnosti Zemli. S napravleniem osi vrasheniya Zemli svyazana vtoraya shiroko ispol'zuemaya v astronomii sistema koordinat -- ekvatorial'naya.

Dopustim poka, chto centr nebesnoi sfery sovpadaet s centrom mass Zemli. Esli prodolzhit' os' vrasheniya Zemli do peresecheniya s nebesnoi sferoi, to tochki peresecheniya nazyvayutsya polyusami mira, a sama os' -- os'yu mira.

Opredelenie 3.2.1   Tot polyus mira, s kotorogo vidno, chto vrashenie Zemli proishodit protiv chasovoi strelki nazyvaetsya severnym, a protivopolozhnyi -- yuzhnym.

Opredelenie 3.2.2   Ploskost', perpendikulyarnaya osi mira i prohodyashaya cherez centr nebesnoi sfery, nazyvaetsya ploskost'yu nebesnogo ekvatora.

V nastoyashee vremya severnyi polyus mira raspolagaetsya vblizi (na rasstoyanii menee $ 1^\circ$) ot Polyarnoi zvezdy ($ \alpha$ Maloi Medvedicy). Poetomu Polyarnaya zvezda prakticheski nepodvizhna. Esli nablyudatel' nahoditsya v severnom polusharii Zemli i budet smotret' na nee dlitel'noe vremya, to uvidit, chto ostal'nye zvezdy sovershayut krugovoe dvizhenie vokrug Polyarnoi zvezdy. Kazhusheesya vrashenie nebesnoi sfery otnositel'no Polyarnoi zvezdy (tochnee vokrug osi mira) proishodit protiv chasovoi strelki i yavlyaetsya otrazheniem vrasheniya Zemli. Esli vstat' licom po napravleniyu k Polyarnoi zvezde i provesti bol'shoi krug cherez nee (tochnee cherez severnyi polyus mira) i zenit, to peresechenie etogo kruga s ploskost'yu gorizonta opredelit tochku severa.

V dal'neishem izlozhenii budem schitat', chto na nebesnuyu sferu my smotrim snaruzhi. Eto analogichno vzglyadu na globus Zemli. Koordinaty zvezd v ekvatorial'noi sisteme v etom sluchae opredelyayutsya analogichno shirote i dolgote na poverhnosti Zemli. Zametim, chto pri vzglyade na nebesnuyu sferu snaruzhi raspolozhenie zvezd zerkal'no otlichaetsya ot togo, chto vidit nablyudatel' s poverhnosti Zemli.

Otmetim na ris. 3.2 severnyi ($ P_N$) i yuzhnyi ($ P_S$) polyusy mira, a takzhe zenit $ Z$ i nadir $ {\cal N}$ nablyudatelya, raspolozhennogo v tochke $ C$ na poverhnosti Zemli.

Ris. 3.2. K vyvodu uravneniya: $ \varphi =h$

Opredelenie 3.2.3   Ploskost', prohodyashaya cherez tochki $ P_N$ i $ Z$, nazyvaetsya ploskost'yu nebesnogo meridiana.

Provedem cherez tochku $ C$ ploskost' gorizonta (ona perpendikulyarna ploskosti stranicy i pokazana pryamoi liniei), a takzhe os' $ CP_N'$ parallel'no osi mira. Esli $ \varphi$ -- astronomicheskaya shirota nablyudatelya, ravnaya uglu mezhdu otvesnoi liniei i ploskost'yu ekvatora, $ h$ -- vysota polyusa mira nad gorizontom, to iz risunka sleduet, chto $ \varphi =h$, to est' vysota polyusa mira ravna astronomicheskoi shirote nablyudatelya.

Paradoks, sut' kotorogo zaklyuchaetsya v tom, chto s odnoi storony radius nebesnoi sfery raven edinice, a s drugoi, chto tochki $ P_N$ i $ P'_N$ raspolozheny na beskonechnom rasstoyanii, reshaetsya dostatochno prosto: radius Zemli prenebrezhimo mal po sravneniyu s rasstoyaniem do blizhaishih zvezd.

Pust' $ C$ -- zvezda na nebesnoi sfere (ris. 3.3).

Ris. 3.3. Ekvatorial'naya sistema koordinat

Opredelenie 3.2.4   Bol'shoi krug, prohodyashii cherez polyusy mira i zvezdu $ S$, nazyvaetsya krugom sklonenii.

Esli tochka $ A$ est' tochka peresecheniya kruga skloneniya zvezdy i nebesnogo ekvatora, to duga $ \widehat{AC}$, otschityvaemaya ot nebesnogo ekvatora do zvezdy, nazyvaetsya skloneniem:

$\displaystyle \widehat{AS}=\delta. $

Sklonenie $ \delta$ polozhitel'no, esli zvezda nahoditsya v severnom polusharii, i otricatel'no, esli -- v yuzhnom: znachit $ -90^\circ\le \delta \le 90^\circ$. Dovol'no redko vmesto skloneniya ispol'zuetsya polyarnoe rasstoyanie $ p$, ravnoe duge $ \widehat{P_NC}$. Polyarnoe rasstoyanie otschityvaetsya ot severnogo polyusa mira ot $ 0^\circ$ do $ 180^\circ$. Ochevidno, chto $ p+\delta=90^\circ$. Sklonenie (ili polyarnoe rasstoyanie) yavlyaetsya pervoi koordinatoi v ekvatorial'noi sisteme.

Vtoroi koordinatoi v ekvatorial'noi sisteme koordinat yavlyaetsya pryamoe voshozhdenie $ \alpha$. Nikakogo osobogo (vydelennogo) napravleniya v ploskosti ekvatora net. Poetomu vybor nachala otscheta pryamyh voshozhdenii proizvolen.

Do 1998 goda eta tochka opredelyalas' v moment peresecheniya centrom Solnca nebesnogo ekvatora, kogda Solnce dvigaetsya iz yuzhnogo polushariya v severnoe. Eto proishodit primerno 21 marta kazhdogo goda, i tochka nazyvaetsya tochkoi vesennego ravnodenstviya. Protivopolozhnaya tochka na ekvatore nazyvaetsya tochkoi osennego ravnodenstviya. Etu tochku Solnce prohodit primerno 23 sentyabrya.

Vidimoe dvizhenie Solnca est' ne chto inoe, kak otrazhenie dvizheniya Zemli vokrug Solnca. Ploskost' zemnoi orbity nazovem ploskost'yu ekliptiki, kotoraya opredelyaet eklipticheskuyu sistemu koordinat. Poetomu, soglasno opredeleniyu, prinyatomu do 1998 g., tochki vesennego i osennego ravnodenstvii lezhali na linii peresecheniya nebesnogo ekvatora i ekliptiki. Tak kak koordinaty Zemli i Solnca nahodyatsya na osnove resheniya uravnenii dinamiki, to ploskost' ekliptiki opredelyaetsya na osnove dinamicheskogo metoda. Tochki vesennego i osennego ravnodenstvii, opredelyaemye peresecheniem ekvatora i ekliptiki, nazyvayutsya dinamicheskimi, a sam moment peresecheniya centrom Solnca dinamicheskoi tochki vesennego ravnodenstviya -- dinamicheskim ravnodenstviem.

S 1998 g. Mezhdunarodnym astronomicheskim soyuzom (MAS) v kachestve realizacii nebesnoi sistemy koordinat prinyat katalog vnegalakticheskih radioistochnikov. MAS rekomenduet, chtoby nachalo pryamyh voshozhdenii novoi nebesnoi sistemy koordinat bylo blizkim k dinamicheskomu ravnodenstviyu J2000.03.4. Dlya etogo nachalo sistemy otscheta pryamyh voshozhdenii s 1998 g. po resheniyu MAS bylo opredeleno sleduyushim obrazom. Iz raznyh katalogov byli vybrany 23 radioistochnika, sredi kotoryh byl i kvazar 3C273, i vychisleny srednie znacheniya pryamogo voshozhdeniya kazhdogo iz nih. Zatem koordinaty istochnikov byli ispravleny takim obrazom, chtoby pryamoe voshozhdenie kvazara 3C273 bylo soglasovano so znacheniem v sisteme fundamental'nogo kataloga FK5 ( $ \alpha=12^h29^m6\hbox{$^{s}$\kern-.15cm{,}\kern.04cm}6997;$ J2000.0), t.e. raznica mezhdu etim znacheniem i srednim pryamym voshozhdeniem 3C273 byla dobavlena k pryamym voshozhdeniyam ostal'nyh 22 istochnikov. Pri takom opredelenii tochka vesennego ravnodenstviya uzhe ne privyazyvaetsya k ekliptike.

V nastoyashee vremya tochka vesennego ravnodenstviya nahoditsya v sozvezdii Ryb, tochka osennego ravnodenstviya -- v sozvezdii Devy. Prinyatoe oboznachenie tochek -- $ \aries$ i $ \libra$ dlya vesennego i osennego ravnodenstvii, sootvetstvenno, otnosyatsya k znakam Ovna i Vesov. Prichinoi smesheniya tochek vesennego i osennego ravnodenstviya yavlyaetsya precessiya, o kotoroi my rasskazhem pozzhe. V rezul'tate precessii ploskost' nebesnogo ekvatora ne sohranyaet svoe polozhenie v prostranstve, a polyusy mira opisyvayut na nebesnoi sfere okruzhnost' priblizitel'no za 26000 let. Primerno 4500 let nazad severnyi polyus mira nahodilsya okolo zvezdy $ \alpha$ Drakona (Tuban), kotoraya byla v to vremya polyarnoi. Cherez 2000 let polyarnoi budet zvezda $ \gamma$ Cefeya (Al'ran), a cherez 14000 let -- Vega (sozvezdie Lira).

Esli pri vychislenii polozheniya nebesnogo ekvatora na opredelennyi moment vremeni uchityvaetsya tol'ko yavlenie precessii (nutaciya ne prinimaetsya vo vnimanie), to ekvator nazyvaetsya srednim. Mezhdunarodnyi astronomicheskii soyuz rekomenduet otnosit' koordinaty zvezd ili radioistochnikov k srednemu ekvatoru dlya vybrannyh momentov vremeni, tak nazyvaemym standartnym epoham. V nastoyashee vremya standartnoi epohoi schitaetsya data: yanvar' 1,5 2000 g. Moment vremeni opredelyaetsya dlya geocentricheskoi sistemy otscheta v shkale zemnogo vremeni (Terrestrial Time, TT) (sm. §5.5.2).

Esli tochka vesennego ravnodenstviya $ \aries$ opredelena, to duga ekvatora $ \widehat{\aries A}$ ot tochki vesennego ravnodenstviya do kruga sklonenii zvezdy nazyvaetsya pryamym voshozhdeniem:

$\displaystyle \widehat{\aries A}=\alpha. $

Pryamoe voshozhdenie otschityvaetsya ot tochki vesennego ravnodenstviya $ \aries$ protiv chasovoi strelki, esli smotret' s severnogo polyusa mira, ot $ 0^h$ do $ 24^h$ ili ot $ 0^\circ$ do $ 360^\circ$.

Esli $ Z$ -- zenit nablyudatelya, $ N$ i $ S$ -- tochki severa i yuga na ploskosti gorizonta (na ris. 3.3 gorizont ne pokazan), to, kak bylo skazano ran'she, ploskost' $ P_NZSP_SN$ yavlyaetsya ploskost'yu nebesnogo meridiana. Dvugrannyi ugol mezhdu ploskost'yu nebesnogo meridiana i krugom skloneniya nazyvaetsya chasovym uglom $ t$ svetila. Chasovye ugly otschityvayutsya ot vysshei tochki ekvatora po chasovoi strelke, esli smotret' s severnogo polyusa mira, ot $ 0^h$ do $ 24^h$ ili ot $ 0^\circ$ do $ 360^\circ$. Zametim, chto sistema koordinat $ (t,\delta)$, zadavaemaya chasovym uglom i skloneniem, yavlyaetsya levoi.

Malyi krug, parallel'nyi ekvatoru i prohodyashii cherez zvezdu $ S$, nazyvaetsya parallel'yu (pokazan punktirnoi liniei na ris. 3.3).

V ekvatorial'noi sisteme koordinat osnovnymi krugami yavlyayutsya: ekvator, ot kotorogo otschityvayutsya skloneniya, nebesnyi meridian, krug sklonenii. Osnovnye tochki -- eto polyusy mira, tochka vesennego ravnodenstviya -- nachalo otscheta pryamyh voshozhdenii -- i vysshaya tochka ekvatora -- nachalo otscheta chasovyh uglov.

Bazisnuyu troiku vektorov, opredelyayushih ekvatorial'nuyu sistemu koordinat, oboznachim kak $ {\bf i},{\bf j},{\bf k}$, prichem vektor $ {\bf k}$ napravlen v severnyi polyus mira $ P_N$ i opredelyaet os' $ Oz$ dekartovoi sistemy koordinat, vektor $ {\bf i}$ napravlen v tochku vesennego ravnodenstviya $ \aries$ i opredelyaet os' $ Ox$, a vektor $ {\bf j}$ raven: $ {\bf j}={\bf k}\times {\bf i}$ i zadaet os' $ Oy$, tak chto $ {\bf i},{\bf j},{\bf k}$ sostavlyayut pravuyu troiku vektorov.


<< 3.1. Gorizontal'naya sistema koordinat | Oglavlenie | 3.3. Eklipticheskaya sistema koordinat >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: astrometriya - sfericheskaya astronomiya - sistemy koordinat - shkaly vremeni
Publikacii so slovami: astrometriya - sfericheskaya astronomiya - sistemy koordinat - shkaly vremeni
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [13]
Ocenka: 3.5 [golosov: 304]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce

Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya