Основы астрометрии

Астрометрия, (иногда - сферическая астрономия) - это раздел астрономии, в котором изучаются видимые движения и видимые положения небесных тел (не зависимо от действительных расстояний до них). Именно с этого начиналась астрономическая наука.

Астрометрия дала человечеству различные календарные системы, службу времени, методы определения географических координат, определила форму и размеры Земли, расстояния до тел солнечной системы и, после создания фундаментальной системы координат, расстояния до звёзд. Только после этого стало возможным определение их основных характеристик – светимостей, размеров и т.д.

Основные понятия астрометрии

Небесная сфера – сфера произвольного радиуса с центром, совмещенным с глазом наблюдателя, на поверхности которой рассматриваются видимые положения и движения светил не зависимо от их действительных положений в пространстве

(см. рис. 1).

Так как мы находимся на вращающейся вокруг своей оси Земле, то можем выделить два основных направления, которые определяют положение всех основных точек, линий и плоскостей небесной сферы. Это отвесная линия и ось мира.

Отвесная линия – ZZ' – линия, проходящая по отвесу в данной точке Земли. Пересечение ее с небесной сферой дают две точки зенит (над головой, обозначается Z) и надир (под ногами, обозначается Z', он скрыт Землей).

Плоскость, проходящая через центр небесной сферы перпендикулярно отвесной линии называется плоскостью математического горизонта – плоскость NWSE.

Её пересечение с небесной сферой даёт линию математического горизонта – NWSE. На ней выделяют четыре точки: N – точка севера, S – точка юга, W – точка запада и Е – точка востока.

Ось мира – ось, вокруг которой происходит видимое вращение небесной сферы – PP'. Так как суточные движения светил кажущиеся и отражают реальное вращение Земли то она параллельна оси вращения Земли. Точки её пересечения с небесной сферой называются северный полюс мира (P) и южный полюс мира (P'). Плоскость, проходящая через центр небесной сферы перпендикулярно оси мира, называют плоскостью небесного экватора – плоскость WQEK. Её пересечение с небесной сферой - линия небесного экватора. Она проходит через точки WQEK .

Плоскость, проходящая через точки PZKSP'Z'QN (плоскость нашего рисунка) – это плоскость небесного меридиана. Эта плоскость совпадает с плоскостью географического меридиана наблюдателя. Её пересечение с небесной сферой даёт линию небесного меридиана.

Системы небесных координат

Для определения положения светила на поверхности небесной сферы достаточно иметь две угловые координаты (применяется обычно сферические системы координат), так как расстояния до звезд считается одинаковым (и равны бесконечности).

В астрономии в зависимости решаемой задачи используются различные системы координат: горизонтальная, две экваториальные, две эклиптические, галактическая и другие.

В данной лабораторной работе мы будем работать с тремя системами координат: горизонтальной, первой экваториальной и второй экваториальной. С двумя эклиптическими системами координат мы познакомимся при выполнении лабораторной работы «Определение лучевой скорости звезды».

.