Как пользоваться картой звездного неба

Работая с ПКЗН вы можете определить вид звездного неба, моменты восхода и захода звезд и их экваториальные координаты.

Просмотр содержимого документа
«Работа с подвижной картой звездного неба»

Все вы знаете, что звёздные карты представляют собой проекции небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.

Рассмотрим ПКЗН поподробнее. Она состоит из подвижной и неподвижной части. На подвижной части мы можем увидеть рад созвездий.

В наши дни созвездиями называют определённые участки звёздного неба, разделённые между собой строго установленными границами, с характерной наблюдаемой группировкой звёзд.

На ПКЗН мы можем наблюдать ряд созвездий северного полушария, разделенных между собой пунктирной линией. Например, созвездие Ориона.

Рассмотрев подробнее данное созвездие, мы можем заметить, что практически все звезды обозначены греческими буквами и диаметр звезд при нанесении на карту также отличается. Это связанно с тем, что, рассматривая звездное небо не трудно заметить, что все звезды отличаются по яркости.

В 1603 году немецкий астроном Иоганн Байер предложил свою систему обозначения звёзд, которой мы пользуемся до сих пор. В этой системе название звезды состоит из двух частей: названия созвездия, которому принадлежит звезда, и буквы греческого алфавита. Причём буквенное обозначение, как правило, присваивается в порядке убывания яркости звезды в созвездии.

Однако мы знаем, что из любого правила есть исключения: созвездие Большой медведицы, семь ярких звёзд которого образуют известный Большой Ковш. Обозначение этих звёзд велось просто справа на лево и созвездие Ориона, где звезда β ярче, чем α.

Что же еще можно узнать, работая с ПКЗН.

На ПКЗН все объекты нанесены в экваториальной системе координат, т. К. в ней координаты звёзд не связаны с суточным движением небесной сферы и изменяются очень медленно, так как достаточно далеки от нас.

Координатами данной системы служат склонение и прямое восхождение.

Теперь давайте посмотрим, как используя ПКЗН определить экваториальные координаты α Девы.

Для этого найдем созвездие Девы и в нем звезду α. Для определения прямого восхождения нам необходимо провести луч, проходящий через полюс мира и нашу звезду. Его пересечение с краем карты укажет нам значение данной координаты 13,25

Для определения склонения светила обратим внимание на концентрические окружности, изображенные на карте, и имеющие оцифровку от +90 0 до -45 0 на данной карте. Звезда находится между окружностями и -30. С учетом погрешности можно предположить, что склонение данной звезды будет -11 .

А теперь давайте с вами решим обратную задачу, то есть найдём звезду по её координатам. Итак, пусть склонение звезды равно +27 о , а прямое восхождение — 23 ч 00 м . β Пегаса.

Стоит отметить, что картой звёздного неба можно пользоваться не только для нахождения координат звёзд, но и для определения вида звёздного неба в интересующий момент времени. Для этого необходимо совместить на неподвижной части карты дату, а на подвижной время. Например, 25 февраля и 5 часов. Те небесные объекты, которые находятся на белом фоне можно наблюдать, прочие нет.

А также с помощью ПКЗН определять моменты восхода и захода звёзд, в том числе и Солнца. Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта.

Для определения момента восхода звезды а Волопаса 30 сентября нам необходимо:

Совместить восточную часть на подвижной части карты и звезду на неподвижной.

Далее на подвижной части звездной карты определить момент восхода. Восход 6,00

Для определения момента захода данной звезды нам необходимо:

Совместить западную часть на подвижной части карты и звезду на неподвижной. Заход 21,50

И опять же на подвижной части карты посмотреть момент времени.

Аналогичные действия можно выполнять и для Солнца, однако следует помнить, Солнце так же, как и другие звёзды, описывает свой путь по небесной сфере.

Для определения положения Солнца следует провести луч из полюса мира, проходящий через заданную дату, и его пересечение с эклиптикой даст нам положение Солнца.

Таким образом работая с ПКЗН вы можете определить вид звездного неба, моменты восхода и захода звезд и их экваториальные координаты.

Ориентирование по звездной карте: Точка севера, юга, востока и запада, а также зенит

О том что представляет собой звездная карта, как и о принципах её составления, мы уже узнали. Сейчас поговори о том, как её использовать для наблюдения звездного неба.

Ответим для начала на два вопроса: Как узнать по карте, какие звезды сейчас видны на небе, какие не видны? Какие звезды видны на востоке и на западе?

Обе задачи решаются сразу, но сначала надо условиться в том, что считать за восток и запад. Обыкновенно мы делим видимый небесный свод и видимую часть земной поверхности на две половины: либо на северную и южную, либо на восточную и западную. Говорят, например: «Солнце восходит на востоке, а заходит на западе». Это верно, но слишком неточно, так как Солнце восходит и заходит каждый день в разных местах. Лучше вместо довольно абстрактных сторон — южной и северной, восточной, и западной взять четыре вполне определенные точки. Их можно наметить таким способом.

Вечером, став под открытым небом, найдите Полярную звезду и встаньте к ней лицом — так вы встанете по направлению точно к северу. Проведите на земле длинную прямую черту прямо вперед, и вообразите, что вы довели эту черту до видимого края неба. Та точка, в которой ваша воображаемая черта встретится с видимой вдали чертой горизонта, будет точка севера.

Пройдя несколько шагов вдоль вашей черты, обернитесь назад и смотрите прямо вдоль черты. Так вы наметите точку юга на линии горизонта.

Проведите другую черту поперек вашей черты так, чтобы получился правильный крест с совершенно ровными, прямыми углами. Станьте в середине креста, в точке пересечения двух проведенных вами линий, и вообразите, что концы поперечной черты креста также доведены до линии горизонта. Те точки, в которых они встречаются с линией горизонта, это будут точка востока и точка запада.

Запомните раз навсегда в вашей местности точки юга, севера, востока и запада, чтобы не намечать их каждый раз. Для этого заметьте в этих точках какое- нибудь дерево, куст, строение, но только выбирайте эти цели как можно дальше от себя: иначе, если вы выберете цели близкие, то стоит вам немного сойти с места, и они уж не совпадут с точками севера, юга, востока и запада.

Припомните еще пятую точку неба — зенит: если вы поставите в середине вашего креста из двух линий высокий прямой отвесный столб и вообразите себе, что вершина этого столба уперлась в небо, то точка, в которую она упрется, это и будет зенит. Наконец, если вы вообразите себе, что ваш столб пророс вниз сквозь землю, прошел сквозь центр земного шара, вышел наружу на той стороне и там уперся в небо, то получится еще пятая точка неба, противоположная зениту, в астрономии она называется надиром.

Вас может заинтересовать

Определяем положение звезд по звездной карте

Возвратимся к нашей задаче. Какие звезды видны у нас, например, в 11 часов вечера в середине июля, и в какой части неба искать каждую из них?

Северные околополярные звезды, до 30-й северной параллели, изображенные на круглой карте, видны все, как и во всякое время. Поставьте карту в положение 22 июня (Малая Медведица — вверх) и поверните ее против часовой стрелки на два часовых деления: получится положение звезд 22 июля в 9 ч. вечера. Поверните еще на два часовых деления: получится положение звезд в 11 часов. Внизу карты, в точке севера, будет 7-й час, а вверху, в зените, — 19-й час. Между 60-й и 45-й параллелями, то есть в зенитах разных мест от Санкт-Петербурга до Крыма, будут мелкие звездочки созвездия Дракона, а прямо к югу от зенита будет стоять Лира.

Из звезд же, изображенных на четырехугольной карте, будет видна ровно половина. В зените, как вы помните, стоит 19-й час. Положите четырехугольную карту перед собой так, чтобы против вас был 19-ый час (созвездие Стрельца). Здесь и будет точка юга — на нижнем краю карты и на 19-м часовом делении. На юге, и только на юге, над точкой юга, вы увидите на небе всю карту, с верху до низу.

Отсчитайте от точки юга шесть часов влево и шесть часов вправо: там будут точки востока (1-й час) и запада (13-й час). Но эти точки при­дется поставить уж не на нижнем краю карты, а посредине, на экваторе: на востоке и западе уж видны только созвездия севернее экватора, то есть с верху до середины карты.

Отсчитайте еще шесть часов влево от точки востока и вправо от точки запада: тот и другой отсчет сойдутся на 7 часу — там будет точка севера. Ее придется поставить на верхнем краю карты: над точкой севера не видно ни одной из звезд, изображенных на длинной карте под 7 часом, — они все будут ниже горизонта, а над горизонтом на севере будут только звезды, изображенные на круглой карте северных созвездий.

Вот способ еще короче и прямее. Установив точку юга и отметив ее на нижнем краю карты, отсчитайте от нее 12 часовых делении вправо: там будет точка севера, на верхнем краю карты. Проведите на карте прямую черту от точки юга к точке севера. Эта черта будет изображать линию горизонта. Что выше этой черты, то видно на западной стороне неба; что ниже, то скрывается под горизонтом.

Так же чертится и восточная половина линии горизонта, только надо отсчитывать от точки юга 12 часов влево. Все это понятнее на чертеже, особенно если вы сравните этот чертеж с чертежом, изображающим полный глобус, не разложенный на карты, и внутри его круг — горизонт. Этим способом нетрудно рассчитать, какие звезды видны, в какой стороне и на какой высоте над горизонтом.

Особенности ориентирования по звездной карте

Другая задача: где восходят разные звезды, где они заходят, как они идут по видимому небу и сколько времени от их восхода до заката?

Надо запомнить, что линия экватора пересекается с линией горизонта в точках востока и запада, так, например, звезда, находящаяся на Экваторе глобуса (хотя бы бета Ориона), восходит в точке востока, а заходит в точке запада и описывает дугу, наклоненную над точкою юга. Дуга эта и есть линия экватора. В Крыму линия экватора проходит по середине видимого расстояния между зенитом и точкой юга, а в Санкт-Петербурге гораздо ниже — на высоте в одну треть расстояния между зенитом и точкой юга. Звезда, находящаяся на экваторе, идет по видимому нами небу ровно 12 часов — и в Санкт-Петербурге, и в Крыму, и где бы то ни было.

Звезда, помещенная на глобусе южнее экватора, очевидно, восходит уж не на востоке, а где-нибудь на юго-востоке, между точкой востока и точкой юга. Она описывает по южной стороне видимого неба дугу ниже линии экватора и заходит на юго-востоке. Такие звезды видны на небе в течение времени меньше 12 часов. Чем южнее звезда, тем ближе к точке юга она восходит и заходит, и тем ниже, короче и кратче ее видимый путь.

Звезды, находящиеся к северу от экватора, восходят в промежутке между точкой востока и точкой севера, одним словом, — в северо-восточной четверти горизонта. Оттуда они движутся вверх и в то же время к югу, переходят в южную сторону неба, описывают дугу, наклоненную над линией экватора и заходят на северо-западе. Они описывают на видимом небесном своде дугу больше, чем в пол-круга, и остаются на небо дольше двенадцати часов.

Наконец, звезды, которые находятся еще ближе к полюсу, описывают на небесном своде полные круги около Полярной звезды и совсем не заходят, так что их можно видеть на небе во всякое время года, ночи и дня, если у вас есть телескоп.

В Крыму Полярная звезда видна посередине расстояния между зенитом и точкой севера, так что там круг, проходящий своим нижним краем через точку севера, верхним краем проходит через зенит. Этот круг, описывают звезды Капелла и Денеб: они помещаются на глобусе на 45-ой параллели, следовательно, на середине расстояния между экватором и полюсом, и сам Крым находится на середине расстояния между экватором и полюсом, приблизительно 5000 километров от того и другого.

Санкт-Петербурге ближе к полюсу, он стоит под 60-й параллелью. Здесь Полярная звезда видна на высоте в две трети расстояния от точки севера до зенита. Потому-то в Санкт-Петербурге круг незаходящих околополярных звезд в полтора раза шире, чем в Крыму.

Круги, описываемые незаходящими звездами на здешнем небе, помещаются внутри 30-й северной параллели. Они переходят своим верхним краем в южную сторону небосклона, южнее зенита, и представляются на ней в виде дуг, проходящих выше экватора. Только одна Малая Медведица здесь никогда не переходит в южную сторону неба и, даже протянувшись вверх, не достает до зенита.

Итак, на южной стороне неба все звезды описывают дуги, наклоненные серединой над точкой юга. На северной стороне неба немногие звезды, близкие к Полярной, описывают полные круги, более отдаленные звезды — тоже полные круги, но часть этих кругов проходит дугой через верх южной стороны неба.

Звезды, самые отдаленные от Полярной и близкие к экватору, чертят наклонные линии — начала и концы больших дуг, середина которых проходит по южной стороне неба выше экватора. Так изображаются пути звезд на бумаге. А на настоящем небе, как мы его видим, пути звезд представляются в виде кругов и дуг, поднимающихся наклонно от севера к югу и параллельных друг другу.

Автор: Lkgios 13.02.2011 10:35

Когда вы стали проводить первые наблюдения неба, вероятно не раз испытывали сожаление, что не можете отличить одну звезду от другой. А ведь так хочется научиться находить нужное созвездие, планету или объект на небе.

Мы можем помочь вам сориентироваться в этом многообразии ночных "светлячков". Не пугайтесь, у вас получиться, особенно, когда поймете, что в этом нет ничего сложного. Тем более, в век интернета, есть on-line карты звездного неба и различные виртуальные планетарии, которые легко выводят реалистичное изображение неба в нужной местности, в необходимое время.

Например, для удобства такая карта расположена по ссылке на пункте меню этого сайта "Карта неба". Кликаем по нему и попадаем на страницу ресурса Астронет, где вводим в предлагаемые поля данные места и времени наблюдения, параметры самой карты. Нажимаем "Go!" и загрузится карта, которую можно распечатать или смотреть с монитора компьютера.

Также рекомендуем для лучшей визуализации бесплатный виртуальный планетарий Stellarium. Он отлично подходит для начального ознакомления со звездным небосводом. В нем также, в настройках программы необходимо обязательно указать координаты вашего места наблюдений, чтобы он вывел реальную картину неба, а не вид звезд где-то на экваторе.

Во-первых, прежде чем приступить к работе с картой, нужно сориентироваться на местности по сторонам света, чтобы понять, где у вас Север (С), Юг (Ю), Запад (З), Восток (В). Можно использовать обычный компас, или, если вы знаете хотя бы одно из направлений, то определить другие стороны горизонта будет не сложно.

Итак, вы в центре. А далее, например, если стоите лицом на юг, то слева от вас будет Восток, а справа Запад:

Ничего сложного, это проходят еще в начальных классах школы. А если вы умеете находить Полярную звезду, то определение сторон горизонта ночью, не составит для вас проблемы. Полярная звезда всегда находится над северной точкой горизонта в Северном полушарии.

Во-вторых, теперь вернемся к карте. Стороны света на ней могут быть обозначены латинскими буквами: N — север, S — юг, E — восток, W — запад. Поверните карту таким образом, чтобы слово, обозначающее часть горизонта, куда вы стоите лицом, оказалось внизу. Тогда звездная карта представит картину неба, которую можно наблюдать от горизонта до зенита (точка небесной сферы, расположенная прямо над головой) или если вы используете полную "круглую" карту всего неба, то зенит будет на ней точно посередине круга.

В-третьих, чтобы лучше ориентироваться в многообразии звездных точек, люди давно уже разделили их на отдельные группы — СОЗВЕЗДИЯ, и мысленно соединяя линиями яркие звезды, давали им названия животных или мифологических героев, смотря какая фигура что напоминала. Сегодня астрономы используют эти древние названия созвездий просто как обозначения 88 участков неба. С помощью созвездий они указывают в каком из них находится тот или иной объект. Например, если сказано, что Марс находится в созвездии Рака, то это поможет найти планету так же легко, как указание, что Братск расположен в Иркутской области.

И в четвертых, у более 50 ярких звезд есть собственные имена — арабские, греческие или латинские. Имена ярких или знаменитых звезд обозначены на картах, например, Вега (в созвездии Лиры). Хотя многие другие звезды также имеют имена, астрономы обычно обозначают их буквами греческого алфавита или номерами из каталогов, как, для примера, θ Лебедя.

Но в городе видно гораздо меньше звезд, чем указано на карте. Это прежде всего связано с общегородской засветкой от уличного освещения. И к тому же глаз различает на небе только яркие звезды. Звёздные величины характеризуют блеск звёзд, т.е. насколько яркой выглядит звезда.

Звездные величины самых ярких звезд отрицательные: самая "блестящая" звезда неба Сириус имеет звездную величину -1.5m. Чем тусклее выглядят звезды, тем большую они имеют "положительную" звездную величину. Например, Полярная звезда имеет +2m. Любительские телескопы способны различать до +14m звездных величин звезды, а мощные наземные обсерватории до +30m. Человеческий глаз способен увидеть звезды только до +6m звездной величины.

Шкалы звездных величин звезд указаны будут на ваших картах неба. Обычно чем ярче звезда, тем более "жирной" будет точка, ее обозначающая.

Если бы звезды были видны днем, то мы увидели бы, как Солнце в течение года смещается в восточном направлении на фоне звезд. ЭКЛИПТИКА, видимый путь Солнца на фоне далеких звезд, обычно тоже наносится на звездные глобусы и карты.

Эклиптика проходит по всему небу через 12 созвездий, шириной полосы примерно 16 градусов. Древние астрологи назвали этот пояс созвездий Зодиаком. Пояс Зодиака привлекает особое внимание потому, что Луна и планеты, когда они видны на небе, двигаются также вблизи эклиптики по этим двенадцати созвездиям.

Ну, остаются только непонятные линии сетки с часами и градусами на карте. Это небесные координаты, как с географическими координатами городов и объектов на Земле. Зная прямое восхождение (вертикальные линии сетки и выражаются в часах и минутах) и склонение (горизонтальные линии сетки — в градусах) можно найти по ним расположение планеты, звезды или астероида на небесной сфере.

И еще, помните, что вид звездного неба изменяется из-за суточного вращения Земли. Каждой последующей ночью по сравнению с предыдущей звезды сдвигаются немного к западу. От вечера к вечеру одна и та же звезда восходит на 4 минуты раньше. За 30 дней эти 4 минуты дают разницу в 2 часа. За 12 месяцев это уже будет 24 часа. Поэтому через год вид звездного неба повторится. Изменение вида звездного неба в течение года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Каждый год Земля делает один оборот вокруг Солнца.

Так что ничего сложного.

В следующей части мы научимся находить нужные объекты на звездном небе.