Сузір'я, зоряні карти, небесні координати

1.1 Образ, фігура,сузір'я

Історія зоряної картипочалася в глибокій старовині. Ми не знаємо, хто і коли першим помістив саміяскраві зірки в простір уявних фігур.

Найбільш смілива звідомих авторам гіпотез відносить час виділення першим сузір'ям до епохивиникнення наскального живопису. Вперше стародавня "картиннагалерея "була відкрита в 1879 р. на півночі Іспанії, в печері Альтаміра,археологом Саутуола. А точніше сказати, його п'ятирічною донькою. Саме воназвернула увагу батька на фігури, намальовані на стелі печери. Щоб побачитиїх, потрібно було дивитися вгору, а на іспанській мові "Альта" означає"Високий", а "світу" - "дивися". Так моженазва печери не випадково, і йде ще від древніх мешканців Іберії, а римлянилише переклали назву на свою мову?

Саутуола абсолютносправедливо датував одну з найдивовижніших знахідок XIX в. - Часомзаката верхнього палеоліту. Стільки ж років "живуть" на небі і найбільшдревні сузір'я. Досить довгий час учені не могли прийняти самої думки,що картини, відкриті Соутуолой, створені руками людини, щонайменше, 15тис. років тому. Вони не могли уявити, що люди, які не знали металу, неволоділи писемністю були чудовими художниками, здатними передаватине тільки зовнішність, але і звички звірів, на яких вони полювали. Відкриттяпалеолітичної живопису різко суперечило чільному тоді вофіційній науці постулату про бездуховність первісної "доісторії".Зауважимо, що через півстоліття археологи так само не відразу погодилися з доводамиархеоастрономії про високий рівень астрономічних знань древніх.

Минув час, з'явилисянові знахідки. Відкриття, оголошене навмисною фальсифікацією,дискредитуючої науку, довелося визнати ... Вже на початку XX ст. драма печериАльтаміра стала надбанням історії.

1.2 З античності в XVIвік

Європейська культураповністю прийняла античну традицію поділу неба на сузір'я. Основоюуніверсальної європейської зоряної карти стали сузір'я каталогу Птолемея.

Великий античний вченийКлавдій Птолемей (II в. Н.е.) багато в чому визначив розвиток астрономії всьогосередньовіччя. Створений ним фундаментальну працю "Велике математичнепобудова ", відомий у Європі під спотвореним арабською назвою"Альмагест", - енциклопедія всіх досягнень античної астрономії(Земля і Всесвіт, 1999, № 2). У Альмагесте поміщений і самий ранній з дійшлидо нас каталог нерухомих зірок, що використовує ті ж сузір'я, що описаніпоетом Арат в III в. до н.е. Поема Арата "Явища", чудовийпам'ятник елліністичної поезії, зіграв виняткову роль в історії античноїастрономії, оскільки включає найбільш рання з відомих повний описнеба (Земля і Всесвіт, 1998, № 3).

В каталозі Птолемеявикористовується метод ототожнення зірок по їх положенню у фігурі сузір'я (чищодо неї), яка до створення універсальних систем небесних координатслужила основним ідентифікаційним ключем. Наприклад: "Зірка на головіпереднього близнюка "або" Зірка на коліні лівої ноги задньогоблизнюка ". Зоряний каталог Альмагеста став основою західноєвропейськоїтрадиції побудови каталогів і небесних карт.

У 1515 р. побачили світперші друковані зображення сузір'їв, створені художником А. Дюрером(1471-1528). Його помічниками були два астронома - Йоганн Стабіл і КонрадХейнфонель. Примітно, що зоряні карти Дюрера дзеркальні, тобто небозображено так, як його можна бачити на зоряному глобусі, як би"Ззовні".

У затверджений в 1922м. Першим з'їздом МАС список з 88 сузір'їв включені всі 48 сузір'їв каталогуПтолемея, а також згадуваний їм астеризм "Волосся", що ставсузір'ям Волосся Вероніки. Зауважимо, що астерізм - поняття більш широке ідревнє, ніж сузір'я, яке, втім, в більшості випадків ми вправіназвати астерізм. Адже астерізм - це будь примітний об'єкт або групаоб'єктів на небі.

Наступний етапвдосконалення структури сучасної зоряної карти відноситься до 1595 р.,коли на карту південного неба були нанесені голландцями 12 нових сузір'їв, неспостережуваних з середніх широт Північної півкулі Землі. Вони заповнили область південногопівкулі неба, невідому древнім астрономам.

Крім цих дванадцятисузір'їв неба на глобусі П. Планціуса в 1598 р. з'являються ще три нових -Жираф, Голуб і Єдиноріг. З них почалося "заповнення" ділянок неба,не містять яскравих зірок і утворюють "порожнечі" між добрепомітними сузір'ями.

Нарешті, в 1603 р.з'явилася "Уранометрія" І. Байєра. Цей атлас включав 48 карт(Птолемєєвськая сузір'я) і карту південного неба з 12 новими сузір'ями.

Чергові значущізміни в структурі сузір'їв відбулися в 1690 р., коли вийшов у світ працяпольського астронома Я. Гевелія "Опис всього зоряного неба, абоУранографія ". Сім введених Гевелій сузір'їв заповнили як великі(Гончі Пси), так і малі (наприклад, сузір'я Ящірки) простору, не містятьяскравих зірок.

Завершила поділпівденного неба на сузір'я робота Н. Лакайль 1751-52 рр.. Його карта південного небабула видана в Парижі в 1763 р.

1.3 Карта сузір'їв XIX- XX століть

В кінці XVIII в. вийшлау світ "Уранографія" німецького астронома Йоганна Елерт Боде(1747-1826), який з 1772 р. працював в Берлінській обсерваторії, а в 1786 ставїї директором. У 1774 р. він заснував "Берлінський астрономічнийщорічник ", видають і зараз. "Уранографія" Боде (її друге,найбільш повне видання вийшло в Берліні в 1801 р.), стала фундаментальниматласом, який підбив підсумок астрономічних робіт приблизно за п'ятдесятпопередніх років.

Зоряні карти Бодемістять важливе нововведення, зроблене Лакайль для південного неба, - міжсузір'ями з'явилися плавні розмежування, що закріпили за кожним з нихвласну площадку. Це означало докорінну зміну змісту самого поняття"Сузір'я". З найдавніших часів сузір'я розумілися яксимволічні фігури, що містять деяку кількість зірок, при цьому залишалисязірки "не входять до сузір'я". Тепер же під сузір'ям сталаматися на увазі вся сукупність зірок в межах плавних границь даногоділянки неба.

На двадцяти картах"Уранографіі", крім сузір'їв, виділених до 1753 р., булизображені сузір'я, авторство яких належить астрономам другої половиниXVIII в. Кірху, Гелла, Почобут, Лемонье, Лаланд, а також самому автору атласуі каталогу Боде.

1.4 "НоваУранометрія "

"НоваУранометрія "німецького астронома Фрідріха Вільгельма Аргеландера (1799 -1846) - перший зоряний атлас сучасного типу.

Аргеландер народився вМемель (нині - Клайпеда). Навчався в Кенігсберзі, два роки пропрацював уКенігсберзької обсерваторії у великого спостерігача зірок Фрідріха Бесселя (1784- 1846). Повернувшись до Росії, він, за рекомендацією Бес...селя, був призначенийдиректором обсерваторії в Або (нині Турку) у Фінляндії. Через кілька роківстав професором Гелсінгфорсского (Гельсінської) університету. У 1835 р.Аргеландера запросили в Бонн в якості професора Університету та директораобсерваторії.

"НоваУранометрія "була видана в 1843 р. У ній астроном повернувся до традиції,виключивши всі сузір'я, введені астрономами після 1752 р., тобто післясузір'їв південного неба Лакайль. Залишилося тільки 84 сузір'я, які і сталиосновою сучасного стандарту ділення зоряного неба. Сузір'я дані в прямомузображенні, на тлі сітки екваторіальних координат. Фігури сузір'їв показанітонкими лініями з мінімумом деталей і спираються на сформовану графічнутрадицію. В каталозі атласу паралельно наводяться позначення зірок літерамиБайєра і числами Флемстіда, які зараз часто сприймаються майже як їхвласні імена, наприклад a Кентавра, 61 Лебедя.

До кінця XIX в. побачилосвіт ще кілька зоряних атласів, карти яких були виконані в стилі картатласу Аргеландера. Серед них - відомий атлас Літтрова.

1.5 Сучасні кордонусузір'їв

Американський астрономБенджамін Анторп Гулд (1824 - 1896), який проводив спостереження зірок вНаціональної обсерваторії в аргентинському місті Кордова, разом зі своїмиспівробітниками за п'ять років випустив атлас і каталог південного неба"Аргентинська Уранометрія", останній том якого побачив світ у 1879м.

Гулд повністю прийнявсписок сузір'їв і структуру зоряного атласу Аргеландера, але ввів важливенововведення - застосував для розмежування південних сузір'їв фрагменти координатноїсітки карт складеного ним атласу. Гулд писав, що вирішив створити небеснірозмежування настільки ж ясні і прості, як кордони між окремими штатамийого країни, багато з яких збігаються з напрямками земних паралелей імеридіанів.

Зоряна карта південногонеба Гулда виглядає незвично. На ній немає постатей сузір'їв - тільки самі зірки,кордону та латинські назви. Від південного полюса приблизно до відміни 60омежі сузір'їв проходять по концентричності дугам з центром в полюсі, і попроведеним від нього "променям". Далі вони поступово змішуються зплавними разграничениями Аргеландера.

Цей принципрозмежувань у першій третині XX ст. був поширений на всі сузір'я.

Затверджені МАС в 1928м. кордону і ще раніше, в 1922 р. латинські назви і скорочені позначеннясузір'їв, стали світовим стандартом. До Птолемєєвськая сузір'ям додалися 12сузір'їв південного неба, виділені в 1595 р. Кейзер, 3 сузір'я Планціуса (1598м.), 7 сузір'їв Гевелія (1690 р.) і 14 південних, нанесених на карту Лакайль в1752 Процес розмежування неба на сузір'я на цьому, мабуть, ізакінчився. В осяжному майбутньому навряд чи можуть виникнути причини для переглядурішень 1922 та 1928 р. Але їх історія триває в культурі. Разом зінтересом до астрономії, зростає увага до зоряного неба як до частининавколишнього нас природи і важливою, одухотвореною області міфологемногопростору древніх традицій. Все більше усвідомлюється його естетичне іпізнавальне значення в сучасному світі.

1.6 Сучасна картанеба

В даний час всіпрофесійні астрономи користуються в основному електронними каталогами зірок.Візуальні зображення різних областей зоряного неба з їх сучаснимикордонами також будуються на екрані комп'ютера за допомогою спеціальнихграфічних редакторів. Зоряні карти в їх традиційному, книжковому виконаннізберігаються, в основному, для навчальних цілей, а також використовуютьсячисленними любителями астрономії.

Серед професійнихатласів, виданих в останні роки, особливо виділяється "Millennium StarAtlas ", що складається з трьох книг вельми солідного формату. Карти цьогоатласу містять всі зірки до 11-ї величини і, що особливо примітно, для "нерухомих"зірок, власний рух яких відомо астрономам, стрілкою показано їхзсув на найближчу тисячу років.

Порівнюючи карту одній ітій же області неба (зверніть увагу на злам ковша Великої Ведмедиці) цьогоатласу з картою "Нової Уранометріі", основного атласу серединиминулого століття, можна скласти уявлення про те, як змінився її вигляд вПротягом останніх ста п'ятдесяти років.

2. Небесні координати

Система небеснихкоординат використовується в астрономії для опису положення світил на небі аботочок на уявній небесній сфері. Координати світил або точок задаютьсядвома кутовими величинами (або дугами), однозначно визначають положенняоб'єктів на небесній сфері. Таким чином, система небесних координат єсферичної системою координат, у якій третя координата - відстань -часто невідома і не грає ролі.

Системи небеснихкоординат відрізняються один від одного вибором основної площини і початкомвідліку. Залежно від стоїть завдання, може бути більш зручним використовуватиту чи іншу систему. Найбільш часто використовуються горизонтальна іекваторіальні системи координат. Рідше - екліптична, галактична та інші.

2.1 Горизонтальнасистема координат

У цій системі основноюплощиною є площина математичного горизонту. Однією координатою прицьому є або висота світила h, або його зенітна відстань z. Іншийкоординатою є азимут A.

Висотою h світиланазивається дуга вертикального кола від математичного горизонту до світила,або кут між площиною математичного горизонту і напрямом на світило.Висоти відлічуються в межах від 0 В° до +90 В° до зеніту і від 0 В° до -90 В° доНадір.

зенітних відстаней zсвітила називається дуга вертикального кола від зеніту до світила, або кутміж прямовисною лінією і напрямом на світило. Зенітні відстанівідлічуються в межах від 0 В° до 180 В° від зеніту до Надир.

азимут A світиланазивається дуга математичного горизонту від точки півдня до вертикального коласвітила, або кут між полуденної лінією і лінією перетину площиниматематичного горизонту з площиною вертикального кола світила. Азимутивідлічуються в сторону добового обертання небесної сфери, тобто на захід відточки півдня, в межах від 0 В° до 360 В°. Іноді азимути відраховуються від 0 В° до +180 В°на захід і від 0 В° до -180 В° на схід. (В геодезії азимути відраховуються відточки півночі.)

2.2 Першаекваторіальна система координат

У цій системі основноюплощиною є площина небесного екватора. Однією координатою при цьомує схиляння Оґ (рідше - полярна відстань p). Інший координатою -годинний кут t.

Схиленням Оґсвітила називається дуга кола відмінювання від небесного екватора до світила, абокут між площиною небесного екватора і напрямком на світило. Схиленнявідлічуються в межах від 0 В° до +90 В° до північного полюса світу і від 0 В° до -90 В°до південного полюса світу.

Полярним відстанню pсвітила називається дуга кола відмінювання від північного полюса світу до світила,або кут між віссю світу і напрямком на світило. Полярні відстанівідлічуються в межах від 0 В° до 180 В° від північного полюса світу до південного.

Годинним кутом t світиланазивається дуга небесного екватора від верхньої точки небесного екватора (тобтоточки перетину небесного екватора з небесним меридіаном) до кола схиленнясвітила, або двогранний кут між площинами небесного меридіана і коласхилення світила. Вартові кути відраховуються в сторону добового обертаннянебесної сфери, тобто на захід від верхньої точки небесного екватора, вмежах від 0 В° до 360 В° (в градусній мірі) або від 0h до 24h (в годинній мірі).Іноді годинні кути відраховуються від 0 В° до +180 В° (від 0h до +12 h) на захід і від0 В° до -180 В° (від 0h до-12h) на схід.

2.3 Використанняекваторіальної системи координат .

У цій системі, як і впершій екваторіальній, основною площиною є площина небесногоекватора, а однією координатою - схилення ОІ (рідше - полярна відстаньp). Інший координатою є пряме сходження О±.

Прямим сходженням(RA, О±) світила називається дуга небесного екватора від крапки весняногорівнодення до кола схи...лення світила, або кут між напрямком на точкувесняного рівнодення і площиною кола схилення світила. Прямісходження відлічуються в бік, протилежний добовому обертаннюнебесної сфери, в межах від 0 В° до 360 В° (в градусній мірі) або від 0h до 24h (вгодинниковою мірою).

RA - астрономічнийеквівалент земної довготи. І RA і довгота вимірюють кут схід-захід уздовжекватора; обидві заходи беруть відлік від нульового пункту на екваторі. Для довготи,нульовий пункт - нульовий меридіан; для RA нульовою відміткою є місце нанебі, де Сонце перетинає небесний екватор у весняне рівнодення.

Схилення (Оґ) вастрономії - одна з двох координат екваторіальної системи координат. Дорівнюєкутовому відстані на небесній сфері від площини небесного екватора досвітила і зазвичай виражається в градусах, хвилинах і секундах дуги. Схилянняпозитивно на північ від небесного екватора і негативно на південь.

Об'єкт на небесномуекваторі має схилення 0 В°

Схиляння північногополюса небесної сфери одно +90 В°

Схиляння південного -90 В°

У схилення завждивказується знак, навіть якщо схилення положітельно.Склоненіе небесного об'єкта,проходить через зеніт, так само широті спостерігача (якщо вважати північну широтузі знаком +, а південну негативною). У північній півкулі Землі для заданоїшироти П† небесні об'єкти із схиленням Оґ> 90 В° - П† НЕзаходять за обрій, тому називаються не заходять. Якщо ж схилення об'єктаОґ <-90 В° + П†, то об'єкт називається невосходящім, а значитьвін неспостережний на широті П†.

2.6. Зміни