Созвездие как определить прямое восхождение

Небесные координаты — прямое восхождение и склонение

Чем больше вы узнаете о звездах и их движениях, тем больший интерес будут представлять их наблюдения. Небесный глобус поможет вам найти объекты на небе, так же как земной глобус помогает отыскать нужные места на Земле.

Вспомните, как работают с картой Земли. Мы рисуем земную поверхность и наносим на ней воображаемую координатную сетку. Местоположения всех точек отсчитываются от двух основных нулевых линий. Одна из них — экватор — это большой круг на полпути между северным и южным полюсами, который делит глобус на два равных полушария. Другая — начальный меридиан — проходит от полюса до полюса через Гринвич (Англия).

Воображаемые линии, параллельные экватору, называются линиями равных широт или параллелями. Такие же линии, проходящие через полюса, называются линиями равных долгот или меридианами. Расстояния на земной сфере измеряются в градусах путем деления круга на 360 частей.

На Земле можно найти любой город, если известны его координаты (широта и долгота).

Подобно тому как наносят на земной глобус линии широт и долгот, астрономы наносят воображаемые вертикальные и горизонтальные линии на небесную сферу. Угловые расстояния вверх и вниз от небесного экватора называются склонениями (δ). Угловое расстояние от нулевой точки на небесном экваторе (точки весеннего равноденствия), отсчитываемое в восточном направлении, называется прямым восхождением (α). Прямое восхождение обычно измеряется в часах, причем 1 h = 15°.

Так же как на Земле любой город может быть найден по его земным координатам — широте и долготе, любой небесный объект может быть найден по его небесным координатам — прямому восхождению и склонению.

Каждая звезда занимает на небесной сфере вполне определенное место. Прямые восхождения и склонения звезд с течением времени изменяются очень мало и могут быть определены с помощью звездного глобуса или звездных атласов (см. таблицу: «Двадцать самых ярких звезд в порядке уменьшения блеска»).

Таблица — Двадцать самых ярких звезд в порядке уменьшения блеска

Положение Солнца, Луны и планет на небесной сфере постоянно изменяется. Их координаты приводятся в периодических астрономических изданиях.

Можете ли вы объяснить, почему на протяжении любого достаточно длительного промежутка времени звезды могут быть найдены на небесной сфере по тем же самым координатам, в то время как Солнце, Луна и планеты постоянно изменяют свое положение?

— Звезды слишком далеки от Земли, чтобы их движение было заметно невооруженным глазом, хотя они двигаются в различных направлениях со скоростями во много километров в секунду. Солнце же, Луна и планеты гораздо ближе к Земле. Мы видим их перемещение на фоне далеких звезд.

Источник

Прямое восхождение — Right ascension

Прямое восхождение (сокращенно RA ; символ α ) — это угловое расстояние до определенной точки, измеренное на восток вдоль небесного экватора от Солнца в мартовское равноденствие до рассматриваемой точки над Землей ( часовой кружок ). В сочетании со склонением эти астрономические координаты определяют положение точки на небесной сфере в экваториальной системе координат .

Старый термин, прямое восхождение ( Latin : Ascensio Recta ) относится к восхождению , или точки на небесном экваторе , который поднимается с любого небесного объекта , как видно из Земли «s экватора , где небесный экватор пересекает горизонт в правом углу . Это контрастирует с наклонным восхождением , точкой на небесном экваторе, которая поднимается вместе с любым небесным объектом, видимым с большинства широт на Земле, где небесный экватор пересекает горизонт под косым углом .

СОДЕРЖАНИЕ

Объяснение

Прямое восхождение — это небесный эквивалент земной долготы . И прямое восхождение, и долгота измеряют угол от основного направления (нулевой точки) на экваторе . Прямое восхождение отсчитывается от Солнца в мартовское равноденствие, то есть от Первой точки Овна , которая является местом на небесной сфере, где Солнце пересекает небесный экватор с юга на север в мартовское равноденствие и в настоящее время находится в созвездии Рыб . Прямое восхождение измеряется непрерывно по полному кругу от этого выравнивания Земли и Солнца в космосе, в это равноденствие, причем измерение увеличивается к востоку.

Для прямого восхождения могли быть выбраны любые единицы измерения угла, но обычно они измеряются в часах ( ч ), минутах ( м ) и секундах ( с ), причем 24 часа соответствуют полному кругу. Астрономы выбрали эту единицу измерения для измерения прямого восхождения, потому что они измеряют местоположение звезды, рассчитывая время ее прохождения через самую высокую точку неба при вращении Земли . Линия, проходящая через самую высокую точку неба, называемую меридианом , является проекцией линии долготы на небесную сферу. Поскольку полный круг содержит 24 часа прямого восхождения или 360 ° ( градусы дуги ), 1 / 24 круга измеряется как 1 ч прямого восхождения, или 15 °; 1 / 1440 круга измеряется как 1 м прямого восхождения или 15 угловых минут (также обозначается как 15 ‘); а также 1 / 86400 круга содержит 1 секунду прямого восхождения или 15 угловых секунд (также записывается как 15 ″). Полный круг, измеренный в единицах прямого восхождения, содержит 24 × 60 × 60 = 86 400 с , или 24 × 60 = 1 440 м , или 24 ч .

Поскольку прямые восхождения измеряются в часах ( вращения Земли ), их можно использовать для определения времени положения объектов на небе. Например, если звезда с RA = 1 ч 30 м 00 с находится на своем меридиане, то звезда с RA = 20 ч 00 м 00 с будет находиться на меридиане / на своем меридиане (в его кажущейся наивысшей точке) 18,5 звездных часов. позже.

Сидерический часовой угол, используемый в астрономической навигации , подобен прямому восхождению, но увеличивается к западу, а не к востоку. Обычно измеряется в градусах (°), это дополнение прямого восхождения по отношению к 24 часам . Важно не путать звездный часовой угол с астрономической концепцией часового угла , которая измеряет угловое расстояние объекта на запад от местного меридиана .

Символы и сокращения

Эффекты прецессии

Ось Земли вращается вокруг небольшого круга (относительно экватора) медленно на запад вокруг полюсов эклиптики, совершая один цикл примерно за 26000 лет. Это движение, известное как прецессия , заставляет координаты неподвижных небесных объектов изменяться непрерывно, хотя и довольно медленно. Следовательно, экваториальные координаты (включая прямое восхождение) по своей сути относятся к году их наблюдения, и астрономы указывают их со ссылкой на конкретный год, известный как эпоха . Координаты из разных эпох должны быть математически повернуты, чтобы соответствовать друг другу или соответствовать стандартной эпохе. Прямое восхождение для «неподвижных звезд» около эклиптики и экватора увеличивается в среднем примерно на 3,05 секунды в год, или на 5,1 минуты за столетие, но для неподвижных звезд, находящихся дальше от эклиптики, скорость изменения может быть любой, от отрицательной бесконечности до положительной бесконечности. Прямое восхождение Полярной звезды быстро увеличивается. Северный полюс эклиптики в Драко и Южный полюс эклиптики в Дорадо всегда на правильном вознесение 18 ч и 6 ч соответственно.

В настоящее время используется стандартная эпоха J2000.0 , которая приходится на 1 января 2000 года в 12:00 TT . Приставка «J» указывает на то, что это юлианская эпоха . До J2000.0 астрономы использовали последовательные бесселевские эпохи B1875.0, B1900.0 и B1950.0.

История

Концепция прямого восхождения была известна, по крайней мере, еще со времен Гиппарха, который измерял звезды в экваториальных координатах во 2 веке до нашей эры. Но Гиппарх и его преемники составили свои звездные каталоги в эклиптических координатах , и использование прямого восхождения ограничивалось особыми случаями.

С изобретением телескопа астрономы получили возможность наблюдать небесные объекты более подробно при условии, что телескоп можно было держать наведенным на объект в течение определенного периода времени. Самый простой способ сделать это — использовать экваториальную монтировку , которая позволяет выровнять телескоп по одному из двух шарниров, параллельных оси Земли. Моторизованный часовой привод часто используется с экваториальной установкой для компенсации вращения Земли . Поскольку экваториальная монтировка получила широкое распространение для наблюдений, для простоты в то же время была принята экваториальная система координат, включающая прямое восхождение. Затем экваториальные монтировки можно было точно направить на объекты с известным прямым восхождением и склонением с помощью установочных кругов . Первый звездный каталог использовать прямое восхождение и склонение было Флемстид «s Historia Coelestis Britannica (1712, 1725).

Источник

Прямое восхождение

• Прямое восхождение (α, R. A. — от англ. right ascension) — длина дуги небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила. Прямое восхождение — одна из координат второй экваториальной системы (есть ещё и первая, в которой используется часовой угол). Вторая координата — склонение.

Прямое восхождение отсчитывается в восточном направлении от точки весеннего равноденствия (то есть в сторону, противоположную суточному вращению небосвода). Для измерения прямого восхождения применяют либо градусную меру (от 0° до 360°), либо часовую меру (от 0h до 24h). При этом 24h = 360°.

Прямое восхождение — астрономический эквивалент земной долготы во второй экваториальной системе. И прямое восхождение, и долгота измеряют угол «восток-запад» вдоль экватора; обе меры берут отсчёт от нулевого пункта на экваторе. Начало отсчёта долготы на Земле — нулевой меридиан; начало отсчёта прямого восхождения на небе — точка весеннего равноденствия.

Физический смысл прямого восхождения заключается в том, что если местное истинное звёздное время наблюдателя равно прямому восхождению светила, то оно находится в верхней кульминации — наивысшей, то есть наиболее удобной, возможной для данного места наблюдения точке небесной сферы.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Зени́т-телескóп — телескоп, оптимизированный для наблюдения объектов на относительно малом отклонении от зенита. Он используется при измерении астрономической широты. Такого рода телескопы, как правило, портативны, но это необязательно; примером большого, непортативного зенит-телескопа является Монумент в память о Великом лондонском пожаре (англ. Monument to the Great Fire of London).

Источник

Небесный Свод

Продолжим разбирать нашу Астролябию.
Как по ней определить координаты Светила, Звезды?

Рис.1

Измерив высоту Солнца или звезды с помощью алидады, поворачивают паук так, чтобы изображение точки эклиптики, в которой Солнце находится в данный момент года, либо изображение звезды попало на изображение альмукантарата, соответствующего этой высоте. При этом на лицевой стороне астролябии получается стереографическое изображение неба в момент наблюдения, после чего определяется азимут, координаты светила и точное время, а также гороскоп (букв. «указатель часа») — градус эклиптики, восходящий над горизонтом в момент наблюдения.

Согласно данной простой инструкции:
Определим звезду под номером 6 в правом верхнем углу, на которую указывает алибада, и ее координаты.

Рис.2

Это звезда СПИКА (6) из созвездия Девы.

Определим экваториальные координаты звезды.

Склонение можно легко определить по шкале, нанесенной на Линейку.
Ориентировочно –11° с небольшим (по картинке сложно точно определить).

Экваториальные координаты Звезды Спика на 2000 год:
прямое восхождение α = 13 ч. 25 м. (долгота); склонение δ = — 11°10′(широта).
Видим, что склонение звезды, а соответственно широта ее на небосводе практически не изменилась.

А вот с определением долготы дело обстоит сложнее.
Прямое восхождение (долгота) равно 16,5 часов, визуально по шкале с римскими цифрами. Алибада-линейка указывает на середину между XVI и XVII на внешнем лимбе круга.
То есть α = 16 ч. 30 м. — прямое восхождение, которое на 3 часа больше, по сравнению с 13,5 ч. в 2000 году?? Разница очень большая (1 час = 15°)!!

Разберемся с данной нестыковкой.

Часовой отсчет идет от Севера (NORD) — «0» часов, далее по часовой стрелке.
На Эклиптическом круге паука (Рис.1) северное направление соответствует знаку Рака ( ♋ ).
Это указывает на июнь месяц, а переход из Близнецов в Рак на день Летнего солнцестояния (ЛС).

Посмотрим внимательно на Рис.2.
Видим, что звезда Спика находится рядом с Западом (на шкале QUEST).
Логически, звезда находится на Заходе – закате.

А вот и картинка неба 22.06.2000 в полночь 0.00 ч.

Скрин 2. Точка наблюдения Лондон – Гринвич.

Справа на закате на Западе видим звезду Спика (6). Она как раз находится немного за пределами Эклиптики, как и на Рис. 2. Эклиптика здесь указана белой дугой внизу.

По сути, Вид этой карты полностью соответствует Зодиакальному (эклиптическому) кругу на пауке Астролябии (Рис. 1 и 2), только с «эффектом перевернутого листа», в зеркальном отображении. Север с Югом поменян местами.

Есть и существенное Различие. Это градация часового Прямого Восхождения.

Вспомним, что такое Экваториальные координаты светила https://youtu.be/CdF8DNZWjno
Прямым восхождением (α) светила называется дуга небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга склонения светила.
Прямые восхождения отсчитываются в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0 ч. до 24 ч. (в часовой мере).

Это значит, что Точка отсчета прямого восхождения находится на Востоке (Солнце встает в день весеннего равноденствия) – «0» (24) часов. Далее координата движется по часовой стрелке.
Что мы собственно и наблюдаем на современной Карте астрокалькулятора.

Такой Вид (Скрин 2.) карта — небосвод имеет 21 марта в день ВР, в 6.00 до восхода Солнца; 22 июня в день ЛС, в полночь 0.00 ч. А также 22 сентября в 18.00 ч., ОР и 21 декабря в 12.00 ч., ЗС.

Произведем небольшой расчет.

Рассмотрим Скрин 2. Отсчет от «0» часов на Востоке, по часовой вверх +6 часов – Север, далее +6 часов – Запад, далее +1 час 25 минут. Итого 13 часов 25 минут.

Скрин 3. Эфемериды звезды Спика

По астрокалькулятору на 22.06. 2000 г. Спика имела Прямое восхождение α = 13 ч. 25 м.
Азимут Спики равен 246°. Так и есть.

Рассмотрим Рис.1. Если взять Отсчет от «0» часов на Востоке, вниз +6 часов до Севера, далее +6 часов до Запада, далее +1 час 30 минут. Отсчет здесь мы производим против часовой стрелки, в зеркальном отражении. Итого α = 13 часов 30 минут. Данное Прямое восхождение ближе к истине, если его определять современным научным методом.

Однако, ранее, по шкале внешнего лимба астролябии мы определили α = 16 ч. 30 м.?
Это связано исключительно с точкой отсчета. Отсчет велся от северного направления.
На астролябии реперный «0» жестко закреплен за Севером.

Проверить правильность расчетов можно, используя координату Часовой угол t из первой экваториальной системы координат, вместо Прямого восхождения.

Часовым углом t светила называется дуга небесного эквато ра от верхней точки небесного экватора (то есть точки пересечения небесного экватора с н ебесным меридианом) до круга склонения светила, или двугранный угол между плоскостями небесного меридиана и круга склонения светила.
Часовые углы отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от верхней точки небесного экватора, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0 ч. до 24 ч. (в часовой мере). Иногда часовые углы отсчитываются от 0° до +180° (от 0h до +12h) к западу и от 0° до −180° (от 0h до −12h) к востоку.

На Скрин 3, вверху, в эфемеридах записан округленно Часовой угол t = 04 ч. 33 м. и зеленой линией отражен отсчет угла согласно вышеизложенному правилу.

Для астролябии на Рис.2 Часовой угол t = 04 ч. 30 м., тоже отмечен зеленой линией. Отсчет угла произведен к западу по правилу, только по часовой стрелке – в зеркальном отражении.

Итак, мы вычислили экваториальные координаты звезды Спика на Астролябии. Они приближенно и округленно такие же, как в 2000 году:
Прямое восхождение α = 13 ч. 30 м. (или Часовой угол t = 04 ч. 30 м.):
Склонение δ = — 11°10′.
Картинка Астролябии нарисована в современную эпоху.

По астролябии можно вычислить точное время в момент наблюдения.
Звёздное время , s — часовой угол точки весеннего равноденствия. Звёздное время используется астрономами, чтобы определить, куда надо направить телескоп, чтобы увидеть нужный объект.
Зная прямое восхождение звезды и, измерив ее часовой угол, можно определить звездное время. Между звездным временем, часовым углом и прямым восхождением светила имеется очевидная зависимость, которую через координаты звезды можно записать в виде: S = t + a.
Из этой зависимости следует, что звездное время в любой момент равно сумме часового угла звезды и ее прямого восхождения.
Обычно в астрономических обсерваториях звездные часы проверяют по кульминирующей звезде. Поскольку в этот момент часовой угол звезды равен нулю, то звездное время будет соответствовать прямому восхождению данной звезды, т. е. S = a.
Не буду утомлять читателя более сложными расчетами Звездного времени, перевода его в Местное.
Для особо интересующихся можно посмотреть Астрономический калькулятор и ЗВЕЗДНОЕ ВРЕМЯ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО АСТРОМЕТРИИ.

Склонение δ и прямое восхождение α светил при вращен ии небесной сферы не изменяются, но они могут меняться из-за движений све тил, не связанных с суточным вращением.
Высота h, азимут A и часовой угол t светил постоян но изменяются вследствие вращения небесной сферы, так как отсчиты ваются от точек, не связанных с этим вра щением.

Для закрепления понимания принципа работы подобных инструментов рассмотрим реальную простенькую Астролябию.

Рис. 3. Астролябия парижская
Полный круг Астролябии очерчивает границу Южного Тропика.

Надписи на данной Астролябии понятны. Стрелочками на «пауке» указаны важные звезды:
(Стрелки, указывающие на звезды на пауках могут быть различными, дугообразными с разными изысками – см. начало Части 3)

Spi – Спика (Дева)
Arc – Арктур (Волопас)
Den – Денеб (Лебедь)
Veg – Вега (Лира)
Alt – Альтаир (Орел)
Ald – Альдебаран (Телец)
Rig – Ригель (Орион)
Sir – Сириус (Большой Пес)

В какое время возможно наблюдение за данными звездами в Париже?

20 июня, ЛС, полночь 0.00 по Гринвичу или 1.00 по Парижу (взят 1800 год).

Альтаир – Денеб – Вега – Арктур (красная линия) видны на небосводе. Спика находится над горизонтом, чуть ниже эклиптики. Звезды Альдебаран, Ригель, Сириус (отмечены голубым) не попадают в обозрение неба на широте Парижа в данный момент времени.

Здесь мы видим Звездное небо для Наблюдателя с Земли.
Изображение развернуто на 90° для лучшего восприятия соответствия с наблюдаемым небосводом на диске Астролябии (Рис.3).

Мы вновь наблюдаем «эффект перевернутого листа», зеркальное отображение. Для наглядности – проведена красная линия звезд Арктур – Денеб – Вега – Альтаир.
Небосвод Астролябии исполнен в Проекции на Землю.

Однако, нас интересует Сириус, на него направлена алибада.

Определим экваториальные координаты звезды Сириус .

«0» отсчет начинается внизу, с Севера, чему соответствует конец Марта (Mars) и 0 градусов Эклиптики, указанные на колесе «паука».
«Паук» на Астролябии указывает на день весеннего равноденствия 21 марта.

Сириус на Астролябии находится на Западе (противоположной Востоку, подписанного на диске EST), причем у самого Южного тропика. Наблюдать в Париже мы его не сможем, он будет за линией горизонта.

Склонение определяем по шкале, нанесенной на Линейку.
Ориентировочно –16° (нет мелкой градации шкалы, сложно точно определить).

Вид звездного неба 21 марта, день ВР, 1.00 час ночи, Париж (взят 1800 год).

«0» отсчет будет на Востоке в 6.00 во время восхода Солнца. В полночь 0 (24) часов Прямого восхождения начинается сверху, с Севера.

Запад на 6 часов. Сириус ниже Западной точки.

На 1800 г.: Прямое восхождение α = 06 ч.36 м. (синим цветом)
Часовой угол t = 5 ч. 24 м. (зеленым цветом).
Склонение δ = — 16°27′ (Сириус ниже точки горизонта).
Азимут Сириуса равен 260°.

На Астралябии Прямое восхождение Сириуса указано на отметке 17, 5 часов (между 17 и 18 часами).

Если к Рис.3,4 применить «эффект перевернутого листа», получим картинку небосвода, полностью соответствующую на Скрин 5, а отсчет часов от Севера произвести с учетом зеркального отражения, получим искомые 06 ч.36 м. – Прямое восхождение.

Итак, мы стали немного понимать, как раньше использовалась Астролябия, как по ней можно было определить координаты небесных объектов, вычислить звездное и местное время наблюдения.

Выводы тоже сделали.
Главное, стоит отметить:
Прямое восхождение светил и Азимут на астролябиях и Картах до конца 18 века было другим, в связи с тем, что использовалась Проекция звездного неба на Землю.
Прямое восхождение и Азимут реально имели другое числовое значение (интересно было бы посмотреть эти наблюдаемые координаты звезд, например в Альфонсовых таблицах и соотнести их с современными вычислениями?!).
Реперную точку на астролябиях использовали «0» часов – направление на Север (неплохо было бы исследовать арабские и греческие астролябии).

Известны Универсальные астролябии.
В этой астролябии, изобретённой аз-Заркали, за центр проектирования взята одна из точек равноденствия. В этом случае небесный экватор и эклиптика изображаются на тимпане прямыми линиями. Тимпан этой астролябии, в отличие от тимпанов обычных астролябий, пригоден для любой широты. Функции паука обычной астролябии здесь выполняет линейка, вращающаяся вокруг центра тимпана и называемая «подвижным горизонтом».

Компоненты универсальной астролябии.

Рис.5
1 — трон, как на планесферной астролябии, позволяет пользователю удерживать его вертикально, указывая звезду с алидадой.
2 — окружность масштабируется в градусах.
3 — на табличке показаны меридианы и параллели.
4 — эклиптика масштабируется в долготе эклиптики и обозначается именами созвездий Зодиака.
5 — линейка вращается вокруг оси, масштабируется в эклиптической долготе.
6 — точка, также называемая брахиолусом, шарнирно соединена и вращается с линейкой. Его конец можно переместить в точку на пластине на пересечении меридиана и параллели.

Основное использование универсальной астролябии — преобразование астрономических координат, например, между экваториальными и эклиптическими координатами.

Сферическая астролябия.
Небесная сфера представлена в этой астролябии в виде сферы, и её паук также имеет сферическую форму.

Принцип работы и приминение Армиллярных сфер разберем в следующей части.

Источник