Звёздное небо и небесная сфера
Звёздное небо и небесная сфера (8 h). 1. 2. 3. 4. Основные созвездия и светила. Свойства небесной сферы. Вращение небесной сферы. Основные точки и круги небесной сферы. Вращение небесной сферы как следствие вращения Земли. Особенности вращения небесной сферы в различных широтах. 5. Астрономические координаты. 6. Горизонтальные, экваториальные, эклиптические и галактические координаты. 2
Образ небесной сферы Человеческие глаза в лучшем случае могут различать расстояния лишь в пределах 2 км. 3
Основные созвездия и светила 4
5
В зависимости от остроты зрения наблюдателя, невооруженным глазом в безлунную ясную ночь можно различить около 2500 -3000 звезд над горизонтом места наблюдения. Вся небесная сфера содержит около 6000 звезд, видимых простым глазом. 6
Основные созвездия и светила На Северном полушарии неба насчитывается 37 созвездий Некоторые из созвездий Южного полушария неба - а всего их 51 - также были известны уже в древности и получили мифологические названия. Однако большинство южных созвездий было открыто позднее и названия они получили в честь астрономических инструментов, например, телескоп, секстант и т. д. 7
Созвездия северного неба 8
Созвездия южного неба 9
Созвездия и астеризмы Астеризм (др. -греч. ἀστήρ — звезда) — легко различимая группа звёзд, имеющая исторически устоявшееся самостоятельное название. 10
Звезды в созвездиях как правило не связаны общим пространственным положением 11
12
13
14
Зодиакальные созвездия, зодиакальный круг (от греч. ζωδιακός, «звериный» ) — 12 созвездий, расположенных вдоль видимого годового пути Солнца среди звёзд — эклиптики. Хотя Солнце проходит также и через 13 -е созвездие — созвездие Змееносца, его по древней традиции к зодиакальным созвездиям не причисляют. Существует также понятие «зодиакальный пояс» : это - полоса на небе, из которой не выходят в своём движении среди звёзд Солнце, Луна и планеты. 15
Зодиакальные созвездия 16
• • • Созвездие, имеющее самые большие размеры – Гидра. Его площадь 1303 кв. градуса. Созвездие, имеющее самые маленькие размеры – Южный Крест. Его площадь 68 кв. градуса. Созвездие, содержащее самое большое число звезд ярче 2 m – Орион. Содержит 5 таких звезд. Созвездие, содержащее самое большое число звезд ярче 3 m – Скорпион. Содержит 12 звезд. Созвездие, содержащее самое большое число звезд ярче 4 m – Большая Медведица – 19 звезд. Созвездие, содержащее самое большое число звезд ярче 5 m – Центавр. Содержит 49 звезд. Созвездие, содержащее самое большое число звезд ярче 6 m – Центавр. Содержит 150 звезд. Созвездие, в которое входит самая яркая звезда небосвода Сириус – Большой Пес. Созвездие, которое является самым тусклым – Столовая Гора. В нем нет звезд ярче 5 m. Созвездие, в которое входит самое большое число звезд с собственными именами – Большая Медведица; таких звезд 14 (всего имеют собственные имена 275 звезд): Дубхе (a), Мерак (b), Фегда (g), Мегрец (d), Алиот (e), Мицар (V), Алкаид (или Бенетнаш) (h), Талита (u), Танийа Бореалис (i), Танийа Остралис (k), Алула Бореалис (l), Алула Остралис (m), Муссида (n) и Алькор (80). 17
Летнее небо 18
Осеннее небо 19
Зимнее небо 20
Весеннее небо 21
Свойства небесной сферы. Вращение небесной сферы 22
Небесная сфера Традиционное определение Небесной сферой называется воображаемая сфера произвольного радиуса, центром которой является глаз наблюдателя, на которую проецируются небесные тела. Уточненное определение Небесная сфера – сфера с центром в точке наблюдения, на которую проецируются все наблюдаемые объекты Вселенной. Радиус сферы соответствует оптической глубине по микроволновому фону не менее единицы. 23
Видимое вращение небесной сферы В северном полушарии Земли видимое вращение небесной сферы наблюдается против часовой стрелки, если смотреть изнутри сферы. Вращение небесной сферы происходит вокруг воображаемой оси, называемой осью мира. Будучи чисто формальным понятием (не существует реального объекта), небесная сфера сама не может вращаться. Видимое вращение небесной сферы возникает вследствие реального вращения наблюдателя вокруг некоторой оси. 24
Основные точки и круги небесной сферы 25
Ось мира, полюса мира Небесный экватор Зенит Истинный (математический) горизонт • Меридиан • • 26
Вид неба на различных широтах 27
28
29
Вращение небесной сферы как следствие вращения Земли. Особенности вращения небесной сферы в различных широтах 30
Суточные параллели звезд 31
Видимое вращение небесной сферы на различных широтах 32
Астрономические координаты 33
Системы координат в пространстве На небесной сфере рассматривают лишь угловые расстояния. Угловое расстояние между двумя точками сферы – это угол между лучами, исходящими в направлении двух этих точек из точки наблюдения 34
В астрономии используется несколько систем сферических ортогональных координат, позволяющих однозначно установить направление на источник или зафиксировать угол прихода сигнала от космического объекта относительно двух избранных взаимно перпендикулярных плоскостей. Одна из избранных плоскостей всегда содержит направление на исследуемый объект. Центр небесной сферы и, следовательно, начало систем координат может быть расположено в любой точке пространства. В зависимости от выбора начала различают следующие системы координат: • топоцентрические — с началом в точке наблюдения; • геоцентрические — в центре масс Земли; • гелиоцентрические — в центре Солнца; • барицентрические — в центре масс солнечной системы. 35
Горизонтальные, экваториальные, эклиптические и галактические координаты 36
Горизонтальная СК KOσ = ∩Kσ = h, z + h = 90◦ SOK = ∩SK = A Главное (ориентирующее) направление – отвесная линия Главная плоскость – истинный горизонт Второй (начальный) круг системы – небесный меридиан Азимут и высота – функции времени 37
Экваториальные системы координат. Особые точки небесного экватора 38
39
I экваториальная СК ∩Rσ = δ, ∩QR = t Главное (ориентирующее) направление – ось мира Главная плоскость – небесный экватор Второй (начальный) круг системы – небесный меридиан Часовой угол – функция времени 40
II экваториальная СК ∩R = α, ∩Rσ = δ Главное (ориентирующее) направление – ось мира Главная плоскость – небесный экватор Второй (начальный) круг системы – начальный круг склонений 41
Суточные параллели звезд с различными координатами Сириус (α = 6 h 40 m, δ =− 17◦), Арктур (α = 14 h 15 m, δ = +20◦) 42
Расчет кульминаций звезд 1. Верхняя кульминация к югу от Z (светило M). Как видно, его склонение δ < φ. Тогда зенитное расстояние светила z. BK = φ − δ, а высота в момент BK: h. BK = 90◦ − φ + δ, ABK = 0◦. 2. Верхняя кульминация светила (M 1) к северу от Z. Склонение такого светила δ > φ. В этом случае z. BK = δ − φ, а высота в момент верхней кульминации h. BK = 90◦+ φ − δ, ABK = 180◦. 3. Верхняя кульминация в зените происходит на данной широте у тех светил, склонение которых δ = φ. Эти светила в данный момент времени (t = 0 h, S = α⋆) не являются указателями азимута. 4. В нижней кульминации (t⋆ = 12 h 0 m и A = 180◦) светило занимает самое низкое положение над горизонтом или скрывается за горизонт. z. HK = ∩ZM′= ∩PZ + ∩PM′= (90◦ − φ) + (90◦ − δ) = 180◦ − (φ + δ), h. HK = ∩NP − ∩PM′= φ − (90◦ − δ) = (φ+ δ) − 90◦, AHK = 180◦. 43
По характеру суточного движения в пункте с известной широтой светила можно разделить на несколько типов: 1. Незаходящими считаются те светила, у которых обе кульминации происходят над горизонтом. Предельную (граничную) параллель таких светил NK описывают светила, у которых нижняя кульминация происходит в точке севера N. Высота таких светил в момент нижней кульминации h. HK =0◦, а их склонение δ = 90◦−φ. На северном полюсе Земли все светила северного полушария являются незаходящими, а их высоты над горизонтом определяются их склонением; 2. Невосходящими называются те светила, у которых даже верхние кульминации не удается наблюдать на данной широте. Граничная параллель таких светил ST проходит через точку юга S; 3. Восходящими (заходящими) будут те светила, суточные пути которых пересекаются с горизонтом, а их время пребывания над горизонтом, определяемое посредством часовых углов в момент восходов и заходов, зависит от их склонения. Что касается земного экватора (φ = 0◦) — там все светила Вселенной являются восходящими и заходящими с одинаковым временем пребывания над горизонтом, поскольку суточные пути звезд в этом случае перпендикулярны горизонту и делятся им пополам. Светила северного полушария здесь пересекают меридиан к северу от зенита, а южного к югу. 44
Эклиптическая СК PLγ = 90◦; LPγ = 90◦; ∩Kγ = λ; ∩Kσ = β; ∩Rγ = α; ∩Rσ = δ Главное (ориентирующее) направление – ось эклиптики Главная плоскость – плоскость эклиптики Второй (начальный) круг системы – начальный круг широт (колюр равноденствий) 45
Галактическая СК Координаты северного полюса Галактики α = 129. 85948◦, δ = 27. 12825◦ Долгота восходящего узла галактического экватора l = 32. 93192° Главное (ориентирующее) направление – ось Галактики Главная плоскость – галактический экватор Второй (начальный) круг системы – начальный круг широт (содержит в себе направление на центр Галактики) 46
Скачать презентацию Звёздное небо и небесная сфера Звёздное небо
2 Sky. Constellations..pptx