6.Небесные ориентиры Ночное небо удивительное и постоянно

6.Небесные ориентиры
Как сориентироваться по звёздам?
(Суточное вращение небесной сферы как следствие вращения Земли.
Вид звёздного неба в различное время года и в различных точках
Земли. Модель небесной сферы)
Ночное небо удивительное и постоянно меняющееся
зрелище. Невооружённым глазом на небе можно увидеть до
3000 звёзд. Бинокль или телескоп помогут разглядеть
галактики, туманности и ещё много интересных объектов. Яркие созвездия
сосредоточены вблизи пересекающей небосвод полосы Млечного пути,
который представляет собой огромное количество отдельных звёзд. Впервые
то, что Млечный путь состоит из множества звёзд, обнаружил Г.Галилей в 1609
году, направив на небо сконструированный им телескоп. Звёзды в направлении
Млечного пути расположены более плотно, чем в другой части неба, так как
они образуют поперечное сечение диска нашей Галактики – системы,
состоящей из миллиардов звёзд. Небольшая звезда на небе может оказаться
огромным звёздным островом – галактикой, подобной нашей, только
расположенной очень далеко.
Планеты в телескоп можно рассмотреть в виде дисков. Они светят
отражённым солнечным светом и гораздо ярче звёзд. От ночи к ночи они
перемещаются на фоне звёзд, поэтому древние и называли их «блуждающие»
светила.
Для
определения
расстояния
между
планетами
пользуются
астрономическими единицами. 1 а.е. = 150 000 000км. Это расстояние от Земли
до Солнца. Расстояние между галактиками и звёздами измеряют в световых
годах. 1 св. год – это расстояние, которое свет проходит за год. Оно равно
приблизительно 9,5 триллионов километров. До ближайшей звезды Проксима
Центавра 4,2 светового года.
Принципы определения положения звёзд на небе сохранились с того
времени, когда люди представляли их неподвижными, закреплёнными на
сфере, вращающейся вокруг Земли. Хотя такая модель – плод воображения, она
вполне устраивает астрономов, позволяя ориентироваться на небе. С точки
зрения земного наблюдателя небесная сфера вращается вокруг оси, являющейся
продолжением земной оси на небесную сферу. Она «прокалывает» небесную
сферу в двух точках - Северном и Южном полюсах мира. На самом деле
вращается Земля, причём в сторону противоположную вращению небесной
сферы. Вращение небосвода хорошо заметно при фотографировании неба с
большой выдержкой.
Положение светила на небе определяется двумя координатами – высотой
и азимутом. Высота отсчитывается в градусах от горизонта (от 0° до 90°),
азимут – от точки юга (от 0° до 360°). Точку севера легко найти, зная
положение Полярной звезды, а затем, и точку юга. Точка, имеющая высоту h
=90°, называется зенитом и располагается всегда над головой наблюдателя. У
каждого наблюдателя свой зенит. Направление на зенит можно определить по
отвесной линии. Из-за вращения Земли светила восходят и заходят и их
горизонтальные координаты постоянно меняются и потому для составления
звёздных карт они не годятся.
Звёздная карта строится в другой – экваториальной системе координат,
основными линиями которой являются – небесный экватор и круг склонений,
проведённый перпендикулярно ему. Небесный экватор проводится как
продолжение на небесную сферу земного экватора, а начальный круг
склонений подобен гринвичскому меридиану. Небесным «гринвичем» является
точка весеннего равноденствия. Сейчас она находится в созвездии Рыб. Точка
весеннего равноденствия - это точка, где пересекаются небесный экватор и
эклиптика – линия, по которой Солнце движется в течение года. Чтобы
отыскать звезду на звёздной карте нужно знать её склонение δ и прямое
восхождение ά.
С любой точки земной поверхности можно увидеть лишь половину
небесной сферы. Земля слишком велика и линия горизонта скрывает от
наблюдателя половину небосклона. Высота полюса мира над горизонтом всегда
равна географической широте места наблюдения. Значит, чтобы узнать широту
нужно найти Полярную звезду, соединить ей мысленно с линией горизонта, а
затем определить угол.
Наблюдатель на полюсе во время полярной ночи может наблюдать все
звёзды северного полушария, описывающие круги параллельные горизонту.
Когда наступает лето, Солнце на этих широтах не заходит. На средних
широтах, в отличие от полюсов, наблюдателю доступны для наблюдения
несколько созвездий противоположного полушария. Светила здесь восходят и
заходят, а Солнце выше всего поднимается в день летнего солнцестояния. На
экваторе, если было бы возможно наступление полярной ночи, наблюдатель
увидел бы звёзды обоих полушарий. Солнце на экваторе поднимается всегда
очень высоко. Для наблюдателей Северного полушария незаходящими
являются созвездия Малой и Большой Медведицы, Дракона, Цефея и
Кассиопеи, в Южном полушарии - не заходят Южный крест, Киль и часть
Центавра.
Из-за движения Земли по орбите вид звёздного неба будет меняться и от
сезона к сезону. Самым красивым созвездием зимнего неба является Орион, а
летнего – Лебедь, летящий вдоль Млечного пути. Из-за притяжения со стороны
Солнца и Луны, земная ось в течение 25 800 лет описывает в пространстве
конус (прецессирует) и Полярной бывают разные звёзды из околополярных
созвездий. В настоящее время это – ά Малой Медведицы. Из-за прецессии
смещается и равноденственная точка. Сейчас она находится в созвездии Рыб,
хотя по-прежнему обозначается знаком Овна.
Вопросы после изучения темы
1. Что астрономы понимают под небесной сферой?
2.Как можно сориентироваться на Земле по Полярной звезде и как найти её на небе?
3.Какие основные точки и линии существуют на звёздной карте?
4.Назовите созвездия южного полушария?
5.Почему точка весеннего равноденствия перемещается по созвездиям?
Домашнее задание:
Изготовить подвижную карту звездного неба для работы на следующем уроке.