2. Общие понятия о звёздном небе, Основы сферической и практической астрономии.

Привет, Вы узнаете о том , что такое звёздное небо, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое звёздное небо , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Астрономия.

2.1 Основные понятия звездного неба

Звездное небо — это видимая с поверхности Земли картина распределения звезд и других небесных объектов, таких как планеты, кометы, спутники, и искусственные объекты. Оно является основным объектом наблюдения астрономии и символом вечности и бесконечности Вселенной.

1. Небесная сфера

   • Визуальная модель, представляющая бесконечно удаленную сферу, на которой находятся звезды и другие небесные тела.
   • Включает важные точки и линии:
     • Полюсы мира (северный и южный).
     • Небесный экватор (проекция земного экватора).
     • Эклиптика (путь движения Солнца среди звезд).

2. Созвездия

   • Участки небесной сферы, в которые группируются звезды.
   • В настоящее время официально выделено 88 созвездий (по классификации Международного астрономического союза).
   • Примеры: Большая Медведица, Орион, Кассиопея.

3. Звезды

   • Небесные тела, излучающие свет за счет термоядерных реакций.
   • Характеризуются яркостью (видимая и абсолютная), цветом (температурой), и расстоянием от Земли.

4. Планеты

   • Объекты, движущиеся по сложным траекториям среди звезд (в отличие от звезд, чьи позиции на небе относительно неизменны).
   • Наиболее яркие планеты — Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.

5. Звездные величины

   • Параметр, определяющий яркость объекта на небе.
   • Чем меньше числовое значение звездной величины, тем ярче объект.

6. Видимое движение небесных тел

   • Звезды кажутся неподвижными, но их положение меняется из-за вращения Земли.
   • В результате звезды совершают кажущееся суточное движение вокруг Полюса мира.
   • Солнце, Луна и планеты также имеют сложные траектории.

Практическое значение звездного неба

1. Ориентирование — используется в навигации.
2. Определение времени — помогает в сельском хозяйстве.
3. Вдохновение для науки и культуры — звездное небо было источником мифов, легенд и научных открытий.

Звездное небо — это не только объект наблюдения, но и символ человеческой жажды познания, которая расширяет границы наших знаний о мире.

2.2 Созвездия, их число и история возникновения.

Звезды были объединены в группы с целью ориентировки. Эти группы называются созвездия.
Созвездия носят различные названия, полученные в разное время, от глубокой
древности до 18 века.
Все зодиакальные созвездия были названы очень давно и затруднительно сказать какими народами. Скорее всего египтянами и халдеями. А может быть народом, жившим раньше их.
Большинство ярких созвездий Северного неба названы в честь древнегреческих
героев или мифических персонажей eще древними народами.
Созвездия менее яркие названы европейскими астрономами в 16 - 18 веках.
Все невидимые в Европе созвездия Южного полушария названы в эпоху Великих географических открытий.
Клавдий Птолемей приводит в своем списке 48 созвездий. Звездный каталог
Птолемея содержит 1026 звезд.
Невооруженным глазом на небе в Северном полушарии видно около 5000 звезд.
В телескоп от 1-й до 14 -й величин видно около 77 млн. звезд.
Созвездия, приведенные Птолемеем:
12 зодиакальных:
Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог,
Водолей, Рыбы.
36 остальных:
Большая Медведица, Малая Медведица, Дракон, Цефей, Волопас, Северная Корона, Геркулес, Лира, Лебедь, Кассиопея, Персей, Возничий, Змееносец, Змея, Стрела, Орел, Дельфин, Малый Конь, Пегас, Андромеда, Треугольник, Кит, Орион, Эридан, Заяц, Большой Пес, Малый Пес, Корабль Арго
(Корма, Киль, Паруса), Гидра, Чаша, Ворон, Жертвенник, Центавр, Волк, Южный Венец, Южная Рыба.
Волосы Вероники присоединены Кононом в эпоху Птолемея. Вероника - жена
короля Птолемея Эвергета.
Жан Байе прибавил 12 новых созвездий Южного неба - Павлин, Тукан, Журавль, Феникс, Рыба-Меч, Летучая Рыба, Южный Змей, Хамелеон, Муха, Райская Птица, Южный Треугольник, Индеец.
Ян Гевелий в 1690 году добавил 11 созвездий: Жираф, Единорог, Гончие Псы,
Лисичка, Ящерица, Секстант, Малый Лев, Рысь, Щит Собесского.
Августин Ройе в 1679 году добавил 5 созвездий: Голубь, Южный Крест, Малое
Облако, Большое Облако и Муха.
Лакайль в 1752 году пытался заполнить пустые места в южном полушарии и
создал 14 новых созвездий: Скульптор, Печь, Часы, Сетка, Резец, Живописец,
Компас, Телескоп, Микроскоп, Столовая Гора, Насос, Октант.
Почобут - Одляницкий поместил в 1777 году Королевского Тельца Понятовского между Орлом и Змееносцем.
Боде ввел созвездие Регалии Фридриха (подвинув руку Андромеды) и Бранденбургский Скипетр.
Лаланд - созвездие Домашней Кошки.
Окончательное число и границы созвездий определены на астрономическом
съезде, который проходил в 1922 году. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . все небо было условно разделено на 88
частей.
С 17 столетия отдельные звезды в созвездиях стали обозначать буквами греческого алфавита.
С VIII века Беда Достопочтенный и другие теологи пытались заменить языческие названия созвездий и вставить христианские. Существуют календари, где
Святой Петр вместо Овна, Святой Андрей вместо Тельца и др. Большая Медведица - лодка Св. Петра, Малая Медведица - Св. Михаил, Мария Магдалина вместо Кассиопеи, Андромеда - Гроб Господень.
Солнце - Иисус Христос, Луна - Дева Мария. Вышли казусы.
Была попытка заменить 12 зодиакальных созвездий гербами двенадцати знатнейших королевских фамилий Европы.
Многие созвездия связаны с легендами. Например, созвездия Андромеды, Кассиопеи, Цефея, Персея и Пегаса связывает греческая легенда о подвиге Персея.
Одно время царем Эфиопии был Цефей. У Цефея была жена Кассиопея и
дочь Андромеда. Как то Кассиопея хвалилась, что она красивее морских нимф.
Нимфы пожаловались богу морей Посейдону и он в наказание послал на Эфиопию страшное чудовище - Кита. Кит выходил время от времени из моря на
берег и поедал людей и животных. Царь Цефей испугался и послал гонцов к
оракулу Зевса в Ливию, чтобы узнать, как избавиться от напасти. Оракул ответил, что нужно отдать на съедение чудовищу Андромеду. Долго не хотел этого
делать Цефей, но народ заставил его. Андромеду приковали цепями к скале и
оставили чудовищу.
Но в это время над Эфиопией пролетал на волшебных сандалиях герой Персей, сын бога Зевса. Он возвращался домой после победы над Медузой, страшной Горгоной, имевшей вместо волос на голове змей. От одного взгляда Медузы живые существа превращались в камень. Персею удалось отрубить ей голову, с помощью волшебного меча, подаренного ему богом Гермесом и щита,
данного Афиной.
Персей полюбил Андромеду и решил спасти ее от гибели. Царь Цефей пообещал за это свою дочь герою в жены. Когда из пучин моря выплыло чудовище, Персей взлетел в воздух на крылатых сандалиях и завязался бой. После долгой схватки, Персей зарубил Кита и освободил Андромеду.
В память о геройском поступке, все персонажи были помещены на небо.
Недалеко от созвездий Персея, Кассиопеи и Андромеды
находятся созвездия Цефея и Кита.

2.3 Суточное вращение, понятие о небесной сфере.

Луна перемещается по небесной сфере со скоростью 13 гр. в сутки, Солнце - 1
гр. в сутки.
Звезды восходят и заходят на одной и той же широте всегда в одном и том же
месте. При изучении видимых движений небесных тел необходимо определять
их положения в моменты наблюдения. Видимые положения светил определяются только направлениями, так как расстояния до них несущественны.
Сфера произвольного радиуса с центром, помещенным в произвольной точке
пространства, называется небесной сферой.
Вращение небесной сферы повторяет вращение небесного свода. Небесная сфера служит для изучения видимых положений и движений небесных тел.
2.3. Основные пункты и круги, системы координат на небесной сфере.
Для определения видимого положения небесных тел и изучения их движения в
астрономии вводится понятие небесной сферы.
Сфера произвольного радиуса с центром, помещенным в произвольной точке
пространства, называется небесной сферой.
Вращение небесной сферы повторяет вращение небесного свода.
рямая ZOZ’, проходящая через центр О
небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения
называется вертикальной линией.
Вертикальная линия пересекает небесную
сферу в точках Зенита и Надира.
Большой круг небесной сферы SWNE,
плоскость которого перпендикулярна к
вертикальной линии, называется математическим или истинным горизонтом.
Математический горизонт делит небесную сферу на две половины
- видимую и невидимую для наблюдателя.
Диаметр РР’, вокруг которого происходит
вращение небесной сферы, называется
осью мира. Ось мира пересекается с небесной сферой в северном и южном полюсах. Большой круг небесной сферы QWQ’E, плоскость которого перпендикулярна к оси мира, называется небесным экватором. Небесный экватор делит
поверхность небесной сферы на два полушария - северное и южное.
Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в двух точках -
точке востока Е и точке запада W.
Круги высот, проходящие через точки востока и запада, называются первыми
вертикалами - восточным и западным.
Большой круг небесной сферы PZQSP’Z’Q’N, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира, называется небесным меридианом.
Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на восточное и западное полушария.
Плоскость небесного меридиана и плоскость математического горизонта пересекаются по прямой линии NOS, которая называется полуденной линией.

Основные элементы небсной сферы

Небесный меридиан пересекается с математическим горизонтом в двух точках - точке
севера и точке юга.
Большой круг небесной сферы ZМZ’, проходящий через зенит, светило М и надир, называется кругом высоты или вертикалом светила.
Малый круг небесной сферы (bМb), плоскость которого параллельна плоскости
небесного экватора, называется небесной или суточной параллелью светила.
Видимые суточные движения светил совершаются по суточным параллелям.
Большой круг небесной сферы РМР’, проходящий через полюсы мира и светило
М, называется часовым кругом, или кругом склонения светила.
Положение основных элементов небесной сферы относительно друг друга зависит от географической широты ϕ места наблюдения. Под углом ϕ к плоскости математического горизонта расположена ось мира PP’.
Системы небесных координат.
Положение светила на небе однозначно определяется по отношению к основным плоскостям и связанным с ними линиям и точкам небесной сферы и выражается количественно двумя величинами (центральными углами или дугами
больших кругов), которые называются небесными координатами.

Горизонтальная система. Основной плоскостью является плоскость математического горизонта NWSE, а отсчет ведется от зенита и от одной из точек математического горизонта.
Одной координатой является зенитное
расстояние z, или высота светила над
горизонтом h.
Высотой h светила М называется дуга
вертикального круга mM от математического горизонта до светила, или центральный угол mОM между плоскостью математического горизонта и направлением
на светило М.
Высоты отсчитываются в пределах от
0 до 900
к зениту и от 0 до -900
к надиру.
Зенитным расстоянием светила называется дуга вертикального круга ZM от
зенита до светила.
z + h = 900
Положение самого вертикального круга определяется другой координатой -
азимутом А.
Азимутом А светила называется дуга математического горизонта Sm от точки
юга S до вертикального круга, проходящего через светило.
Азимуты отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, т.е. к
западу от точки юга, в пределах от 0 до 3600
.
Система координат используется для непосредственных определений видимых
положений светил с помощью угломерных инструментов.
Первая экваториальная система координат.
Начало отсчета-точка небесного экватора Q
Одной координатой является склонение

Горизонтальная система координат
Склонением δ называется дуга mM часового круга PMmP’ от небесного экватора
до светила. Отсчитываются от 0 до +900
к северному полюсу и от 0 до -900
к
южному.
р + δ = 900
.
Положение часового круга определяется
часовым углом t.
Часовым углом светила М называется
дуга небесного экватора Qm от верхней
точки Q небесного
экватора до часового круга PMmP’, проходящего через светило.
Часовые углы отсчитываются в сторону
суточного обращения небесной сферы, к
западу от Q в пределах от 0 до 3600
или
от 0 до 24 часов.
Система координат используется в практической астрономии для определения
точного времени.
Вторая экваториальная система координат. Одной координатой является
склонение δ, другой прямое восхождение α.
Прямое восхождение α светила М называется дуга небесного экватора m
от точки весеннего равноденствия до
часового круга, проходящего через светило. Отсчитываются в сторону противоположную суточному вращению в
пределах от 0 до 3600
или от 0 до 24 часов.
Система координат используется для
определения звездных координат и составления каталогов.
Высота полюса мира над горизонтом,
высота светила в меридиане.
Высота полюса мира над горизонтом
всегда равна астрономической широте
места наблюдения.
1) Если склонение светила меньше географической широты, то оно кульминирует к югу от зенита на z = ϕ − δ.
или на высоте h = 900
- ϕ + δ.
2) Если склонение светила равно географической широте, то оно кульминирует
в зените и z = 0, а h = + 900
.
3) Если склонение светила больше географической широты, то оно кульминирует к северу от зенита на z = δ − ϕ. или на высоте h = 900
+ ϕ − δ.
Условия для восхода и заката светил.
Светило восходит и заходит на данной широте, если

Первая экваториальная система координат

Вторая экваториальная система координат
α
δ

δ < (900
- ϕ).
Светило будет незаходящим или не восходящим, если
δ > (900
- ϕ).
Для наблюдателя на земном экваторе все светила восходящие и заходящие.
На полюсах наблюдатели могут созерцать только полусферы.
Явление пересечения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила.
Если светило пересекает верхнюю часть меридиана - наступает верхняя кульминация, если нижнюю - нижняя кульминация.
Переход от горизонтальных координат светила к экваториальным и обратно, в
общем случае, осуществляется с использованием формул сферической тригонометрии. Однако эта задача упрощается при кульминации светил.

2.3 Навигация по звездному небу

1. Полярная звезда

   • Указатель направления на север. Находится в созвездии Малой Медведицы.

2. Определение времени

   • Древние культуры использовали звезды для ориентирования и определения времени года.
   • Примеры: созвездие Ориона указывает на зимние месяцы, а Скорпион — на летние.

3. Инструменты наблюдения

   • Телескопы — увеличивают видимость слабых объектов.
   • Планетарии и карты звездного неба — помогают изучать расположение небесных объектов.

Исследование, описанное в статье про звёздное небо, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое звёздное небо и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Астрономия