3.2 Небесная сфера, основные точки и круги.

Одной из важнейших астрономических задач, без которой невозможно решение всех остальных задач астрономии, является определение положения небесного светила на небесной сфере.

Н ебесная сфера это воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую мы проектируем положение всех небесных светил. Центр отой сферы может совпадать с глазом наблюдателя, центром Земли, Солнца и т.д. Расстояния на небесной сфере можно измерять только в угловых единицах, в градусах, минутах, секундах или радианах. Например, угловые диаметры Луны и Солнца равны примерно 0,5. На рис. 3.3а и рис.3.3б дан чертёж небесной сферы.

а) б)

Рис. 3.3

Одним из основных направлений на поверхности Земли является отвесная линия ZZ (рис. 3.3а), проходящая через центр небесной сферы. Отвесная линия пересекается с небесной сферой над головой наблюдателя в точке зенита Z и в противоположной зениту точке надира Z’. Плоскость (SWNE) перпендикулярная отвесной линии и проходящая через центр небесной сферы, называется плоскость математического горизонта (математический горизонт не совпадает с видимым горизонтом). Большие круги проходящие через зенит и надир называются вертикалами или кругами высоты.

В северном полушарии небесная сфера вращается вокруг точки, называемой  северный полюс мира (Р_N), в южном такая же точка называется южный полюс мира (Р_S). Соединяющая их ось Р_NР_S, называется ось мира. Большой круг, проходящий через полюса, зенит и надир (P_NZP_SZ’) называется  небесный меридиан. Небесный меридиан пересекается с математическим горизонтом в точке севера (N) и точке юга (S). Линия NS – называется полуденной линией. Малый круг параллельный горизонту называется  кругом равных высот или альмукантаратом.

Небесным экватором называется большой круг, перпендикулярный оси мира, проходящий через центр небесной сферы. Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в точках востока E и запада W. Точки запада и востока отстоят от точек севера и юга на 90°. Небесный экватор пересекается с меридианом в верхней точке экватора Q и нижней точке экватора Q’. Большие круги, проходящие через полюса, называются  кругами склонений. Малый круг параллельный экватору называется  суточной параллелью.

Вертикал, проходящий через точки W и E называется  первым вертикалом.

Видимый годовой путь центра солнечного диска по небесной сфере (рис.3.3б) называется  эклиптика (ЭЭ). Эклиптика наклонена к экватору под углом .Перемещение Солнца по эклиптике вызвано годовым движением Земли вокруг Солнца. Центр солнечного диска пересекает небесный экватор два раза в году – в марте и в сентябре. Точки пересечения эклиптики с небесным экватором называются точками весеннего и осеннего равноденствия. Они обозначаются значками созвездий Овна  и Весов . Через точку весеннего равноденствия Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное (21 марта). Через точку осеннего равноденствия Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное (23 сентября).

Точка летнего солнцестояния – находится на границе созвездий Тельца и Близнецов (обозначается зодиакальным знаком Рака). В ней Солнце имеет максимальное склонение δ = +23°26´ (22 июня). Точка зимнего солнцестояния – находится в созвездии Стрельца и обозначается знаком Козерога . В ней Солнце имеет минимальное склонение δ = –23°26´ (22 декабря). Дни солнцестояния, как и дни равноденствия, могут меняться. Связано это с тем, что в году не 365 суток, а немного больше. Точки солнцестояния отстоят от точек равноденствия на 90°.