Система небесних координат

РЕФЕРАТ

з астрономії

на тему

В«СИСТЕМА небеснихКООРДИНАТ В»

Виконав учень 11 класу В«___В»

середньої загальноосвітньої школи № _____

Прізвище І.Б.

Москва, 2005

Зміст

1.Горизонтальна система небесних координат 3

2.Екваторіальна система небесних координат 4

3. Екліптичнасистема небесних координат 6

4.Галактична система небесних координат 7

5. Змінакоординат при обертанні небесної сфери 8

6.Використання різних систем координат 8

Списоквикористовуваної літератури 9

Системинебесних координат використовуються в астрономії для опису положення світил на небі або точок науявної небесної сфері. Небесні координати вводяться на геометричноправильної поверхні небесної сфери координатною сіткою, подібної сітцімеридіанів і паралелей на Землі. Координатна сітка визначається двомаплощинами: площиною екватора системи і пов'язаними з ним двома полюсами, атакож площиною початкового меридіана.

В астрономіїзастосовують кілька систем небесних координат, зручних для вирішення різних науковихі практичних завдань. При цьому використовуються відомі площині, круги і точкинебесної сфери.

ВЗалежно від стоїть завдання, може бути більш зручним використовувати ту абоіншу систему. Найбільш часто використовуються горизонтальна і екваторіальнісистеми координат . Рідше - <b> екліптична , галактична іінші.

1.Горизонтальна система небесних координат

У горизонтальнійсистемі небесних координат основним кругом служить математичний, абоістинний, горизонт, а координатою, аналогічної географічній широті, - висотасвітила (над горизонтом) h . Вона відраховується відплощини горизонту зі знаком В«плюсВ» у видимому півкулі небесної сфери та зізнаком В«мінусВ» - в невидимому, під горизонтом; таким чином, висоти, так само які широти на Землі, можуть приймати значення від + 90 до - 90 В°. Коло небесноїсфери, на якому всі точки мають рівні висоти, аналогічний географічноїпаралелі, називається альмукантаратом .Натомість висоти в астрономії часто використовується зенітне відстань z = 90 В°-h. Геометрично зенітне відстань z являє собоюкут між напрямками на зеніт і на об'єкт; воно завжди позитивно іприймає значення в межах від 0 (для точки зеніту) до 180 В° (для точкинадира).

Аналогомгеографічної довготи в горизонтальній системі координат служить азимут ,представляє собою двогранний кут між площиною вертикала, що проходитьчерез зеніт і розглянуту точку, і площиною небесного меридіана.

Оскількиобидві зазначені площині перпендикулярні площині математичного горизонту,мірою двогранного кута може служити відповідний кут між їх слідами вгоризонтальній площині (альфа). У геодезії прийнято відраховувати азимути віднапрями на точку півночі за годинниковою стрілкою (через точки сходу, півдня ізаходу) від 0 до 360 В°. В астрономії азимути відраховуються в тому ж напрямку,проте часто починаючи від точки півдня. Тим самим астрономічні та геодезичніазимути відрізняються один від одного на 180 В°, тому важливо при вирішенні тієї чиіншого завдання на небесній сфері виявити, з яким саме азимутом доводиться матисправу.

Приватнимвипадком поняття В«азимутВ» служать довго застосовувалися в мореплаванні іметеорології румби . У морській навігації окружністьгоризонту ділилася на 32 румба; в метеорології-на 16. Напрямку на північ,схід, південь і захід називають головними румбами. Інші напрямки називаютьсяпо імені головних, наприклад: північно-захід або південний схід, відповідно, міжпівніччю і заходом, півднем і сходом. Ще більш дробові румби іменують так: румбміж північчю і північним заходом називають північно-північно-заходом; між сходом іпівденним сходом - схід-південний схід і т.д. Таким чином, румб єокругленим значенням азимута.

2. Екваторіальна система небесних координат

У екваторіальнійсистемі небесних координат вихідної площиною служить небесний екватор.Координатою, аналогічної географічній широті на Землі, в цьому випадку є відміна світила , кут між напрямом на об'єкт і площиноюнебесного екватора. Схиляння відлічується по так званому часовому колівід площини небесного екватора зі знаком В«плюсВ» в північній півкулі небесноїсфери і зі знаком В«мінусВ» - в південному; воно може приймати значення в межах від+ 90 до - 90 В°. Геометричним місцем точок з рівними відмінами є добовапаралель .

Іншакоордината в екваторіальній системі вводиться двома способами .

У першомувипадку початковій площиною служить площину небесного меридіана місцяспостережень; координата, аналогічна земної довготі, в цьому випадку називаєтьсягодинниковим кутом і вимірюється в годинній мірі - годинах, хвилинах і секундах. Часовийкут відраховується від південної частини небесного меридіана в напрямі добовогообертання неба до годинного круга світила. Внаслідок обертання небозводу годинниковоюкут одного і того ж світила протягом доби змінюється в межах від 0 до 24 ч.Така система небесних координат носить назву першій екваторіальній . Часовийкут залежить не тільки від часу спостережень, але і від місця спостережень наземної поверхні.

У другомувипадку початковій площиною служить площина, що проходить через вісь світу і точкувесняного рівнодення, яка обертається разом з усією небесною сферою.Координата, аналогічна земної довготі, в цьому випадку називається прямимвосxожденіем (альфа) і відраховується в годинникової мірою внапрямку, зворотному напрямку обертання зоряного неба. Для різних світилвона має значення від 0 до 24 ч. Однак, на відміну від годинних кутів, величинапрямого сходження одного і того ж світила не змінюється внаслідок добовогообертання небозводу і не залежить від місця спостережень на поверхні Землі.Відмінювання і прямі сходження називаються другий екваторіальній системою небесних координат. Ця система використовується в зоряних каталогах і на зорянихкартах.

3. Екліптична система небесних координат

У екліптичнійсистемі основною площиною служить площину екліптики . Щобвизначити положення світила, проводять через нього і полюс екліптики великийколо, яке називається колом широти даного світила. Його дугавід екліптики до світила називається екліптичній широтою (абопросто широтою). Широта є першою координатою в цій системі небеснихкоординат (бета). Вона відраховується від 0 до 90 В° зі знаком В«плюсВ» у бікпівнічного полюса екліптики і зі знаком В«мінусВ» у бік її південного полюса.Друга координата - екліптична довгота (або просто довгота(Ламбда); вона відраховується від площини, що проходить через полюси екліптики іточку весняного рівнодення, в напрямку річного руху Сонця і можеприймати значення від 0 до 360 В°. Координати зірок у екліптичній системі незмінюються протягом доби та не залежать від місця спостережень.

Екліптичнісистема історично з'явилася раніше другої екваторіальної. Вона була зручноютому, що стародавні кутомірні інструменти, такі, наприклад, як арміллярнісфера, були пристосовані для вимірювання безпосередньо екліптичних координатСонця, планет і зірок. У зв'язку з цим ...екліптична система є основоювсіх старовинних зоряних каталогів і атласів зоряного неба.

4. Галактична система небесних координат

Галактичнасистема небесних координат використовується для вивчення нашої Галактики, вона стала застосовуватися порівнянонедавно. Основною площиною в ній служить площину галактичного екватора, т.тобто площина симетрії Чумацького Шляху. Галактичні широти b відлічуються на північ і на південь від екватора Галактики відповідно зі знакамиВ«ПлюсВ» і В«мінусВ». Галактичні довготи l відлічуються в напрямкузростаючих прямих сходжень від площини, що проходить через полюси Галактикиі точку перетину екватора Галактики з небесним екватором. Екліптичні ігалактичні координати виходять шляхом обчислень з екваторіальних, яківизначаються безпосередньо з астрономічних спостережень.

Системинебесних координат підрозділені також в залежності від положення їх центра впросторі. Так, топоцентрические називають систему небесних координат, центрякої знаходиться в якій-небудь точці на поверхні Землі. Якщо для вирішенняпоставленого завдання використовується система координат з центром у центрі Землі, тоїї називають геоцентричної системою небесних координат . Аналогічнимчином систему з центром в центрі Місяця називають селеноцентричну , зцентром в одній з планет - планетоцентріческой (або більш детально: дляМарса - а р е про-центричної , для Венери - афро-центричної і т.п.). Система небесних координат з центром в центрі Сонця називається геліоцентричної .

5. Зміни координат при обертанні небесної сфери

Висота h , зенітне відстань z , азимут A і годинний кут t світилпостійно змінюються внаслідок обертання небесної сфери, так як відлічуютьсявід точок, не пов'язаних з цим обертанням.

Схиляння Оґ , полярневідстань p і пряме сходження О± світил приобертанні небесної сфери не змінюються, але вони можуть змінюватися через рухівсвітил, не пов'язаних з добовим обертанням.

6. Використання різних систем координат

Горизонтальнасистема координат використовується для визначення напрямку на світило за допомогою кутомірнихінструментів і при спостереженнях в телескоп, змонтований на азимутальноїустановці.

Першаекваторіальна система координат використовується для визначення точного часу й при спостереженнях в телескоп,змонтований на екваторіальній установці.

Другаекваторіальна система координат є загальноприйнятою в астрометрії. У цій системі складаються зоряні картиі описуються положення світил в каталогах.

Екліптичнісистема координат використовується в теоретичній астрономії при визначенні орбіт небесних тіл.

Списоквикористовуваної літератури

Навчальна література:

1. Подобєд В.В. Фундаментальнаастрометрія. Встановлення фундаментальної системи небесних координат. - М.:Наука, 1968 р.

2. Клищенко А.П., Шупляк В.І.Астрономія. - М.: Нове знання, 2004 р.

3. Велика Радянська Енциклопедія (на CD)

Джерела мережіІнтернет:

1. www.astronet.ru

2. www.astroweb.ru

3. www.astronomer.narod.ru