В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу

Таким образом, эклиптика — это видимый годичный путь Солнца по небесной сфере. Эклиптика наклонена к небесному экватору под углом 23°27'. Следовательно, Солнце то поднимается над экватором, то опускается под него. Два раза в течение года центр Солнца пересекает экватор, переходя 20 или 21 марта из южного полушария в северное (точка весеннего равноденствия) и 22 или 23 сентября из северного в южное (точка осеннего равноденствия).

Именно точка весеннего равноденствия и избрана в качестве точки отсчёта прямого восхождения в экваториальной системе координат.

Прямое восхождение обычно измеряется в часах. Весь круг экватора разделён на 24 часа: одному часу соответствуют 15 угловых градусов.

Экваториальная система координат тесно связана с небесной сферой, составляя с ней как бы единое целое. Иными словами, экваториальные координаты небесных светил (речь идёт, разумеется, о звездах и внегалактических объектах, поскольку Солнце, Луна, планеты и кометы обладают собственными перемещениями по небесной сфере и их экваториальные координаты непрерывно меняются) с течением времени остаются неизменными. Это объясняется следующими обстоятельствами.

Во первых, по самому построению небесной сферы все небесные светила при её вращении описывают окружности, плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора. Но это и значит, что угловое расстояние светила от экватора, т.е. склонение, с течением времени не испытывает изменений.

Во-вторых, поскольку точка весеннего равноденствия сама участвует во вращении небесной сферы, то и угловые расстояния по линии небесного экватора от этой точки также остаются неизменными.

Следовательно, знание экваториальных координат позволяет без каких бы то ни было дополнительных вычислений находить на небесной сфере любую звезду.

Правда, если говорить строго, то вследствие отклонения фигуры Земли от идеального шара и неравномерного распределения масс в её недрах, ось вращения Земли совершает сложное движение в пространстве. В частности, за 26 000 лет она описывает в пространстве вокруг оси эклиптики конус в направлении часовой стрелки (если смотреть из мирового пространства на северный полюс Земли). В результате точка весеннего равноденствия перемещается вдоль эклиптики с востока на запад на 50'', 256 в год, «предваряет» Солнце, и весна начинается каждый год на 20 минут 24 секунды раньше. Это явление получило название прецессии или предварения равноденствий. Благодаря прецессии происходит медленное смещение по эклиптике точек весеннего и осеннего равноденствий, а также северного и южного полюсов мира по небесной сфере. В частности, примерно через 14 000 лет северный полюс мира переместится в район звезды Веги из созвездия Лиры. Тогда Вега станет полярной звездой.

В современную эпоху точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыб, а точка осеннего равноденствия в созвездии Девы.

Рис. 6. Эклиптическая система координат.

Наряду с экваториальной системой координат иногда пользуются ещё и так называемой эклиптической системой (рис. 6), где основным кругом отсчёта служит линия эклиптики. По аналогии с полюсами мира можно ввести понятие полюсов эклиптики.

Положение соответствующих точек на небесной сфере можно определить, проведя из центра небесной сферы прямую линию, перпендикулярную к плоскости эклиптики. Там, где она пересечет небесную сферу, и находятся полюсы эклиптики — северный (в северном полушарии неба) и южный (в южном полушарии).

Первая координата — эклиптическая долгота λ подобно прямому восхождению отсчитывается от точки весеннего равноденствия по кругу эклиптики в направлении против часовой стрелки и измеряется в градусах.

Вторая координата — эклиптическая широта β отсчитывается от эклиптики в градусах по дуге, проходящей через светило и полюс эклиптики. Широта по дуге в направлении северного полюса эклиптики отсчитывается со знаком плюс, в противоположном — со знаком минус.

От экваториальных координат α и δ на земной небесной сфере можно перейти к эклиптическим координатам β и λ с помощью следующих соотношений:

sin β

=

cos ε•sin δ - sin ε•cos δ•sin α,

cos β•sin λ

=

sin ε•sin δ + cos ε•cos δ•sin α,

cos β•cos λ

=

cos δ•cos α,

где ε — угол наклона эклиптики к линии небесного экватора, равный 23°27'.

Звёздный компас

Итак, мы установили, что каждой точке пространства соответствует бесконечное множество вложенных друг в друга (концентрических) небесных сфер с центром в этой точке.