Каковы угловые размеры солнечного и лунного дисков луны солнца запишите число в угловых минутах

Обновлено: 21.11.2024

К концу этого раздела вы сможете:

Объясните причину лунных фаз
Понять, как Луна вращается и вращается вокруг Земли.

После Солнца Луна является самым ярким и заметным объектом на небе. В отличие от Солнца, он не светит сам по себе, а просто светится отраженным солнечным светом. Если бы вы проследили за ее перемещением по небу в течение месяца, вы бы наблюдали цикл фаз (различных проявлений), когда Луна начинает темнеть и все больше и больше освещается солнечным светом в течение примерно двух недель. После того, как диск Луны становится полностью ярким, он начинает тускнеть, возвращаясь к темноте примерно через две недели.

Эти изменения очаровали и озадачили многие древние культуры, которые придумали удивительные истории и легенды, объясняющие лунный цикл. Даже в современном мире многие люди не понимают, чем вызваны фазы, думая, что они как-то связаны с тенью Земли. Давайте посмотрим, как фазы можно объяснить движением Луны относительно яркого источника света в Солнечной системе, Солнца.

Фазы Луны

Хотя мы знаем, что Солнце каждый месяц проходит 1/12 своего пути по небу, в целях объяснения фаз мы можем предположить, что свет Солнца исходит примерно с одного и того же направления в течение четырехнедельного периода. лунный цикл. Луна, с другой стороны, за это время полностью вращается вокруг Земли. Когда мы смотрим на Луну с нашего наблюдательного пункта на Земле, то, насколько часть ее поверхности мы видим освещенной солнечным светом, зависит от угла, под которым Солнце образует Луну.

Вот простой эксперимент, чтобы показать вам, что мы имеем в виду: встаньте на расстоянии около 6 футов перед ярким электрическим светом в абсолютно темной комнате (или на улице ночью) и возьмите в руку небольшой круглый предмет, например теннисный мяч. мяч или апельсин. Тогда ваша голова может представлять Землю, свет — Солнце, а шар — Луну. Переместите мяч вокруг головы (убедитесь, что вы не вызываете затмение, блокируя свет головой). Вы увидите фазы точно такие же, как у Луны на шаре. (Еще один хороший способ познакомиться с фазами и движением Луны — это понаблюдать за нашим спутником в небе в течение месяца или двух, записывая его форму, направление от Солнца, а также когда он восходит и заходит.)

Давайте рассмотрим цикл фаз Луны, используя рисунок 1, на котором показано поведение Луны в течение всего месяца. Хитрость этой фигуры в том, что вы должны представить себя стоящим на Земле лицом к Луне в каждой из ее фаз. Итак, для позиции с надписью «Новая» вы находитесь на правой стороне Земли, и сейчас середина дня; для позиции «Полный» вы находитесь на левой стороне Земли посреди ночи. Обратите внимание, что в каждом положении на Рисунке 1 Луна наполовину освещена, а наполовину темна (как и должен быть шар в солнечном свете). Разница в каждом положении связана с тем, какая часть Луны обращена к Земле.

Рисунок 1: Фазы Луны. Внешний вид Луны меняется в течение полного месячного цикла. Изображения Луны в белом круге показывают перспективу из космоса, при этом Солнце находится справа в фиксированном положении. Внешние изображения показывают, как Луна видится вам на небе из каждой точки орбиты. Представьте, что вы стоите на Земле лицом к Луне на каждом этапе. Например, в позиции «Новая» вы смотрите на Луну с правой стороны Земли в середине дня. (Обратите внимание, что расстояние Луны от Земли на этой диаграмме не соответствует масштабу: Луна находится примерно в 30 диаметрах Земли от нас.) (Источник: модификация работы НАСА)

Луна называется новой, когда она находится в том же направлении на небе, что и Солнце (позиция A). Здесь его освещенная (светлая) сторона повернута от нас, а темная сторона обращена к нам. Можно сказать, что с нашей точки зрения Солнце светит не на той стороне Луны. В этой фазе Луна для нас невидима; его темная каменистая поверхность не излучает собственного света. Поскольку новая луна находится в той же части неба, что и Солнце, она восходит на восходе и заходит на закате.

Но Луна не остается в этой фазе долго, потому что каждый день она движется на восток по своему месячному пути вокруг нас. Поскольку оборот вокруг Земли занимает около 30 дней, а окружность составляет 360°, Луна будет перемещаться по небу примерно на 12° каждый день (что примерно в 24 раза превышает ее собственный диаметр).Через день или два после новой фазы впервые появляется тонкий полумесяц, когда мы начинаем видеть небольшую часть освещенного полушария Луны. Он переместился в положение, в котором теперь с одной стороны отражает немного солнечного света в нашу сторону. Яркий полумесяц увеличивается в размерах в последующие дни по мере того, как Луна движется все дальше и дальше по небу от направления на Солнце (положение B). Поскольку Луна движется на восток от Солнца, с каждым днем она восходит все позже и позже (как студент во время летних каникул).

Примерно через неделю Луна проходит четверть оборота по своей орбите (позиция C), поэтому мы говорим, что она находится в фазе первой четверти. Половина освещенной стороны Луны видна земным наблюдателям. Из-за своего движения на восток Луна теперь отстает примерно на четверть дня от Солнца, восходя около полудня и заходя около полуночи.

В течение недели после фазы первой четверти мы видим все больше и больше освещенного полушария Луны (позиция D), фаза, которая называется растущая (или растущая) горбатая (от латинского < em>gibbus, что означает горб). В конце концов, Луна достигает позиции E на нашем рисунке, где она и Солнце находятся на небе напротив друг друга. Сторона Луны, обращенная к Солнцу, также обращена к Земле, и у нас есть полная фаза.

Когда Луна полная, она находится напротив Солнца в небе. Луна действует противоположно Солнцу, восходя на закате и заходя на восходе. Обратите внимание, что это означает на практике: полностью освещенная (и поэтому очень заметная) Луна восходит, как только темнеет, остается в небе всю ночь и заходит, когда на рассвете видны первые лучи Солнца. Его ночная подсветка помогает влюбленным во время романтической прогулки, а студентам — найти дорогу в свои общежития после долгой ночи в библиотеке или вечеринки за пределами кампуса.

А когда полная луна находится высоко в небе и наиболее заметна? В полночь, время, прославленное поколениями романов и фильмов ужасов. (Обратите внимание, что поведение такого вампира, как Дракула, похоже на поведение полной Луны: Дракула встает на закате, творит свои худшие шалости в полночь и должен вернуться в свой гроб к восходу солнца. Старые легенды были способом олицетворения поведение Луны, которое было гораздо более драматичной частью жизни людей во времена, когда еще не было электричества и телевидения.)

Фольклор гласит, что во время полнолуния наблюдается более сумасшедшее поведение (Луна даже дает название сумасшедшему поведению — «безумие»). Но на самом деле статистическая проверка этой «гипотезы» с использованием тысяч записей из отделений неотложной помощи больниц и полицейских досье не обнаруживает никакой связи поведения человека с фазами Луны. Например, во время новолуния или полумесяца убийства происходят с той же частотой, что и во время полнолуния. Большинство исследователей считают, что на самом деле дело не в том, что в ночи с полной луной происходит более безумное поведение, а в том, что мы с большей вероятностью заметим или вспомним такое поведение с помощью яркого небесного света, который горит всю ночь. /p>

В течение двух недель после полнолуния Луна снова проходит те же фазы в обратном порядке (точки F, G и H на рис. 1), возвращаясь к новой фазе примерно через 29,5 дней. Примерно через неделю после полнолуния. луны, например, Луна находится в третьей четверти, что означает, что она составляет три четверти пути (не то, чтобы она была освещена на три четверти — на самом деле, половина видимой стороны Луна снова темная). В этой фазе Луна теперь восходит около полуночи и заходит около полудня.

Обратите внимание, что на рисунке 1 есть одна вещь, которая вводит в заблуждение. Если вы посмотрите на Луну в позиции E, хотя в теории она полная, создается впечатление, что ее освещение на самом деле блокируется большой толстой Землей, и следовательно, мы не увидели бы на Луне ничего, кроме тени Земли. На самом деле Луна далеко не так близка к Земле (и ее путь не так идентичен пути Солнца в небе), как может показаться на этой диаграмме (и диаграммах в большинстве учебников).

На самом деле Луна находится в 30 земных диаметрах от нас; Книга «Наука и Вселенная: краткий обзор» содержит схему, на которой показаны два объекта в масштабе. А поскольку орбита Луны наклонена относительно пути Солнца в небе, тень Земли большую часть месяцев не попадает на Луну. Вот почему нас регулярно угощают полнолунием. Моменты, когда тень Земли падает на Луну, называются лунными затмениями и обсуждаются в разделе "Затмения Солнца и Луны".

Астрономия и дни недели

Неделя кажется независимой от движения небесных тел, хотя ее продолжительность могла быть основана на времени между четвертями лунных фаз.В западной культуре семь дней недели названы в честь семи «странников», которых древние видели на небе: Солнца, Луны и пяти планет, видимых невооруженным глазом (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, и Сатурн).

В английском языке мы можем легко узнать названия Sun-day (воскресенье), Moon-day (понедельник) и Saturn-day (суббота), но остальные дни названы в честь скандинавских эквивалентов римских богов, которые дали их имена планетам. В языках, более непосредственно связанных с латынью, соответствия более четкие. Среда, день Меркьюри, например, mercoledi по-итальянски, mercredi по-французски и miércoles по-испански. Марс дает название вторнику (martes по-испански), Юпитер или Юпитер — четвергу (giovedi по-итальянски), а Венера — пятнице (vendredi). на французском языке).

Нет причин, по которым в неделе должно быть семь дней, а не пять или восемь. Интересно предположить, что если бы мы жили в планетной системе, где без телескопа было бы видно больше планет, «Битлз» могли бы быть правы, и у нас вполне могло бы быть «восемь дней в неделю».

Оборот и вращение Луны

Сидерический период Луны, то есть период ее обращения вокруг Земли, измеренный по отношению к звездам, составляет немногим более 27 дней: если быть точным, звездный месяц составляет 27,3217 дней. Интервал времени, в котором фазы повторяются, скажем, от полной до полной, составляет солнечный месяц, 29,5306 дней. Разница возникает из-за движения Земли вокруг Солнца. Луна должна сделать больше, чем полный оборот вокруг движущейся Земли, чтобы вернуться в ту же фазу по отношению к Солнцу. Как мы видели, Луна довольно быстро меняет свое положение на небесной сфере: даже за один вечер Луна заметно сползает на восток среди звезд, преодолевая собственную ширину чуть менее чем за 1 час. Задержка восхода луны от одного дня к другому, вызванная этим движением на восток, составляет в среднем около 50 минут.

Луна вращается вокруг своей оси точно за то же время, что и оборот вокруг Земли. Как следствие, Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной (рис. 2). Вы можете имитировать это самостоятельно, «вылетая» на орбиту своего соседа по комнате или другого добровольца. Начните с того, что повернитесь лицом к соседу по комнате. Если вы сделаете одно вращение (вращение) плечами в то же самое время, когда вы вращаетесь вокруг него или нее, вы будете продолжать смотреть на своего соседа по комнате в течение всей «орбиты». Как мы увидим в следующих главах, наша Луна — не единственный мир, демонстрирующий такое поведение, которое ученые называют синхронным вращением.

Рисунок 2: Луна без вращения и с вращением. На этом рисунке мы воткнули белую стрелку в фиксированную точку на Луне, чтобы отслеживать ее стороны. а) если бы Луна не вращалась вокруг Земли, она была бы представлена нашему взору со всех сторон; следовательно, белая стрелка будет указывать прямо на Землю только в нижней части диаграммы. (b) На самом деле Луна вращается за тот же период, что и оборот, поэтому мы всегда видим одну и ту же сторону (белая стрелка продолжает указывать на Землю).

Различия во внешнем виде Луны от одной ночи к другой связаны с изменением освещенности Солнцем, а не с ее собственным вращением. Иногда вы слышите, как обратную сторону Луны (сторону, которую мы никогда не видим) называют «темной стороной». Это непонимание реальной ситуации: какая сторона светлая, а какая темная меняется по мере движения Луны вокруг Земли. Тыльная сторона темная не чаще лицевой. Поскольку Луна вращается, Солнце восходит и заходит со всех сторон Луны. Приносим свои извинения Pink Floyd, обычной «Темной стороны Луны» просто не существует.

Ключевые понятия и резюме

Ежемесячный цикл фаз Луны является результатом изменения угла ее освещения Солнцем. Полная луна видна на небе только ночью; другие фазы также видны в течение дня. Поскольку период ее обращения совпадает с периодом ее вращения, Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

Глоссарий

Фазы Луны: различное появление света и тени на Луне, наблюдаемое с Земли в течение ее месячного цикла, от новолуния до полнолуния и обратно до новолуния

звездный месяц: период обращения Луны вокруг Земли, измеренный относительно звезд

солнечный месяц: интервал времени, в течение которого фазы повторяются, например, от полной до полной фазы

синхронное вращение: когда тело (например, Луна) вращается с той же скоростью, что и вокруг другого тела

Это означает, что тени, отбрасываемые Землей и Луной, состоят из двух частей:

(Нажмите на изображение для просмотра в полном масштабе [Размер: 10Кб])

Умбра: внутреннее ядро полной тьмы Диск Солнца полностью заблокирован. Полутень: Внешняя частичная тень. Солнечный диск лишь частично перекрыт, и немного выглядывает за край.

Лунные затмения

Они происходят только во время Полнолуния, когда Земля находится между Луной и Солнцем.

Примерно в 3,7 раза больше среднего расстояния от Земли до Луны.
Ширина Умбры составляет 9000 км на расстоянии от Луны или примерно в 2,6 раза больше диаметра Луны.

Тень Земли не совсем темная из-за света, рассеянного прозрачной атмосферой Земли. Это придает полностью затменной Луне слегка красноватый вид (вспомните, как Солнце выглядит красноватым на закате или восходе).

Три типа лунных затмений

Вся Луна находится в тени Земли.
Может провести в тени до 1 ч. 40 м.
Все шоу может длиться около 6 часов.

Луна полностью не попадает в тень, проходит только сквозь тень полутени.

Поскольку Луна может быть полностью погружена в тень Земли во время полного лунного затмения, эти затмения можно наблюдать из всего ночного полушария. Это отличается от полных солнечных затмений, как мы увидим ниже.

Солнечные затмения

Солнечные затмения происходят только во время новолуния, когда Луна находится между Землей и Солнцем.

Достаточно долго, чтобы наконечник коснулся Земли.
Но недостаточно большой, чтобы покрыть всю Землю.

Солнечные затмения можно увидеть только там, где тень проходит над головой.

Типы солнечных затмений

Наблюдатель находится в тени Луны.
Луна полностью закрывает Солнце.

Наблюдатель находится внутри лунной полутени.
Видеть только часть Солнца, закрытую Луной.

Луна находится в апогее или близка к нему, поэтому она слишком мала, чтобы закрыть Солнце.
Тень Луны не касается Земли, поэтому наблюдатели в тени видят Солнце как кольцо ("кольцо").

Всего солнечных затмений

Тень Луны имеет диаметр не более 267 км на Земле.
Совокупность длится не более 7,5 минут, при этом тень быстро перемещается с запада на восток.
Только наблюдатели в тени видят полное солнечное затмение.
Наблюдатели в полутени видят частное солнечное затмение.
Все остальные ничего не видят.

Почему затмения бывают редко?

Солнечное затмение каждое новолуние
Лунное затмение каждое полнолуние.

Орбита Луны отклонена от эклиптики примерно на 5°.
Там, где орбита Луны пересекает эклиптику, определяется «линия узлов».

Затмения происходят только тогда, когда линия узлов и Солнце совпадают во время полнолуния или новолуния.

(Нажмите на изображение для просмотра в полном масштабе [Размер: 9Кб])

Год затмения

Но это должно быть Полнолуние или Новолуние, когда узлы выстраиваются в линию, чтобы произошло затмение. Это случается очень редко.

полное лунное затмение каждые 3 года (или около того).
полное солнечное затмение каждые 360 лет.

Предстоящие затмения

Следующее полное солнечное затмение: 11 июля 2010 г., видимое из южной части Тихого океана (едва касается Южной Америки)

Следующее полное солнечное затмение около Колумбуса: 21 августа 2017 года, полное солнечное затмение проходит через южный Иллинойс и западный Кентукки (вид на Google Maps). Обратите внимание, что я определяю «рядом» как находящийся в пределах дня езды от Колумбуса, штат Огайо. Следующее полное солнечное затмение, видимое из самого Колумба, произойдет 14 сентября 2099 года (представление Google Maps). Продолжительность затмения в Колумбусе составит около 4 минут. Расскажите своим правнукам. Отличным источником информации о предстоящих затмениях (и затмениях в целом) является домашняя страница Фреда Эспенака, посвященная затмениям, в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. Вернуться к [ Указатель модуля 2 | Astronomy 161 Main Page ] Обновлено: 3 июня 2010 г.
Авторское право – Ричард В. Погге, Все права защищены.

Проблему можно разделить на две части. Первый — узнать, когда произойдет затмение, второй — определить, когда и где его можно будет увидеть.

Для этой цели удобно сначала считать Землю неподвижной и предположить, что наблюдатель смотрит из ее центра.Для этого наблюдателя, обозначенного буквой О на фигуре небесной сферы, Солнце и Луна кажутся спроецированными на небесную сферу. В то время как эта сфера, судя по положению звезд, ежедневно вращается вокруг оси PP' (ось вращения Земли), солнечный диск S медленно движется по большому кругу EE' (эклиптике). совершить полный переворот за один год. В то же время диск Луны М проходит по своему собственному пути большого круга LL' один раз в течение лунного месяца. Угловые диаметры дисков Солнца и Луны, S и M, составляют примерно по 0,5° каждый, но немного различаются.

Каждый месяц диск Луны, движущийся по своему пути LL′, один раз, в момент новолуния, обгонит более медленно движущееся Солнце. Обычно диск Луны проходит выше или ниже диска Солнца. Перекрытие двух приводит к солнечному затмению, которое может произойти только тогда, когда новолуние происходит в то же время, когда Солнце находится вблизи восходящего или нисходящего узла, [nodeascnd] и [nodedescd], соответственно, Луны. орбита. Поскольку узлы расположены на расстоянии 180° друг от друга, затмения происходят в так называемые сезоны затмений, с интервалом в шесть месяцев.

На рисунке небесной сферы проекция тени Земли показана в виде диска U на расстоянии орбиты Луны. На этом расстоянии диск тени образует угол около 1,4°; его центр всегда находится напротив солнечного диска и движется по эклиптике EE′. Лунное затмение происходит всякий раз, когда диск тени накладывается на диск Луны; это происходит только тогда, когда диск тени находится вблизи одного из узлов, а Солнце — вблизи противоположного узла. Таким образом, прохождение Солнца через лунные узлы является критическим моментом как для солнечных, так и для лунных затмений. Плоскость траектории Луны LL′ не зафиксирована, и ее узлы медленно движутся по эклиптике в направлении, указанном стрелками, совершая полный оборот примерно за 19 лет. Интервал между двумя последовательными прохождениями Солнца через один из узлов называется годом затмения, и, поскольку узел Луны движется так, чтобы встретить приближающееся Солнце, этот интервал примерно на 18,6 дня меньше, чем в тропическом (или обычном) году. .

На рисунке восходящего узла Луны эта область изображена, если смотреть из центра небесной сферы, и показана значительно увеличенной. Узел фиксируется, и видимые движения Солнца и Луны (верхняя часть рисунка) показаны относительно узла. Для наблюдателя на Земле в центре сферы диск Солнца будет двигаться по эклиптике EE′, а диск Луны – по назначенному ему пути LL′. Солнце так далеко по сравнению с размером Земли, что со всех мест на поверхности Земли Солнце видно почти в том же положении, в каком оно было бы из самого центра. С другой стороны, Луна находится относительно близко, и поэтому ее проекционное положение на небесной сфере различно для разных мест наблюдения на Земле. Фактически, он может быть смещен на 1° от положения, в котором он виден из центра Земли. Если радиус диска Луны увеличить на 1°, получится «лунный круг» С, который охватывает все возможные положения диска Луны, видимые из любой точки Земли. И наоборот, если какой-либо диск размером с Луну находится внутри этого лунного круга, на Земле есть место, откуда Луна видна в этом положении.

Восходящий узел орбиты Луны, видимый наблюдателем с Земли (центр небесной сферы). Показаны условия, необходимые для солнечного затмения (вверху) и лунного затмения (внизу). (Посмотреть текст.)

Соответственно, затмение Солнца происходит где-то на Земле всякий раз, когда Луна догоняет Солнце в таком положении, что окружность Луны, C, проходит над диском Солнца; когда последний полностью закрыт лунным кругом, затмение будет полным или кольцеобразным. Из верхней части рисунка восходящего узла Луны видно, что солнечное затмение произойдет, если новолуние произойдет, когда Солнце перемещается из положения S₁ в положение S_{4. . Этот период является сезоном затмений; он начинается за 19 дней до прохождения Солнца через лунный узел и заканчивается через 19 дней после этого. В течение календарного года бывает два полных сезона затмений, по одному в каждом узле. Поскольку каждый месяц бывает новолуние, в каждый сезон затмений происходит как минимум одно солнечное затмение, а иногда и два.Пятое солнечное затмение в течение календарного года возможно, поскольку часть третьего сезона затмений может приходиться на начало января или конец декабря.}

Нижняя часть рисунка восходящего узла Луны иллюстрирует условие, необходимое для лунного затмения. Если полнолуние произойдет в течение 13 дней после прохождения Солнца через лунный узел — и, следовательно, теневого диска Земли U через противоположный узел — произойдет затмение Луны. (На рисунке теневой диск проходит через восходящий узел.) Таким образом, большинство сезонов затмений, но не все, также будут включать лунные затмения. Когда на календарный год приходится два сезона затмений и частично третий сезон, в этом году может быть три лунных затмения. Солнечные затмения, очевидно, более часты, чем лунные. Однако солнечные затмения можно наблюдать только из очень ограниченного региона Земли, тогда как лунные затмения видны из всего полушария.

Во время солнечного затмения теневые конусы — тень и полутень — Луны проходят по поверхности Земли (см. рисунок солнечного затмения), в то же время , Земля вращается вокруг своей оси. В пределах узкой области, покрытой тенью, затмение полное. В более широкой окружающей области, покрытой полутенью, затмение частичное.

Астрономические эфемериды, или таблицы, которые публикуются ежегодно на год вперед, содержат карты, детально прослеживающие пути наиболее важных затмений, а также данные для точного расчета времени контакта в любом заданном месте наблюдения на Земле. . Расчеты производятся на несколько лет вперед по земному времени (TT), которое определяется орбитальным движением Земли и других планет. Во время затмения делается поправка на универсальное время (UT), которое определяется вращением Земли и не является строго однородным.

Современные компьютеры позволяют с высокой точностью предсказывать солнечные затмения на несколько лет вперед. С помощью тех же методов расчета затмения можно «предсказывать назад» во времени. Определение времени и мест наблюдения древних затмений было ценным в исторических и научных исследованиях (см. ниже Затмения в истории).

Лекция 1: Введение в астрономию 250

Системы астрономических координат:

Астрономы основывают свои измерения положения объектов на концепции небесной сферы< /big> , на котором предполагается, что все объекты лежат независимо от их истинного расстояния. Небесные полюса и экватор — это проекции земных полюсов и экватора на небо. меридиан это окружность, проходящая от одного полюса к другому через точку прямо над головой наблюдателя. Точка прямо над головой называется зенитом (а точка на расстоянии 180º называется надиром). большой>

В зависимости от ситуации полезно использовать несколько разных систем координат:

Экваториальные координаты: Наземная система, полезная для наведения телескопов с осями, параллельными земной полярной оси и экватору (называемой экваториальной устанавливать телескопы). Эта система была впервые использована при составлении звездных каталогов, и две координаты, используемые для определения местоположения объекта, прямого восхождения (часто сокращенно или RA ) и склонение ( или DEC) широко используются сегодня.

Прямое восхождение аналогично долготе, обычно измеряется в единицах времени: часах, минутах, секундах. Нулевой точкой прямого восхождения является точка весеннего равноденствия (также называемая в тексте точкой Овна), положение на небесном экваторе восхода солнца в первый день весны. Полный диапазон прямого восхождения составляет 24 часа = 360 градусов / 15 градусов в час. Коэффициент преобразования 15 град/час возникает из-за скорости вращения Земли.

Склонение аналогично широте и измеряется к северу или югу от небесного экватора. Склонение обычно выражается в градусах, угловых минутах и угловых секундах.

1 градус = 1 º = 60 угловых минут = 60' = 3600 угловых секунд = 3600"

Обратите внимание, что, поскольку прямое восхождение измеряется в единицах времени, перед выполнением расчетов необходимо умножить на 15 градусов/час.Другая сложность с прямым восхождением возникает из-за изменения углового размера кругов постоянного прямого восхождения при движении от небесного экватора к небесному полюсу, круги сжимаются в множитель cos(DEC), что необходимо учитывать.

Таким образом, 1º = 1/15 часа = 0,066667 часа 15º = 1 час

1 мин. = 1/15 мин. = 60/15 сек. = 4 сек. 15 мин. = 1 минута

Очень важно четко указывать минуты времени и угловые минуты!

Примеры: звезда на небесном экваторе с прямым восхождением 6 часов находится в 6 часах x 15 град/час = 90 градусов от точки весеннего равноденствия.

Звезда со склонением 60 градусов и прямым восхождением 6 часов находится на расстоянии 6 часов x 15 градусов/час x cos(60) = 45 градусов от точки со склонением 60 градусов и прямым восхождением 0 часов.

При использовании экваториальных координат H.A. или часовой угол объекта также полезно знать. Часовой угол — это расстояние в единицах времени, на которое объект лежит восточнее или западнее меридиана. Оно связано со временем, измеренным звездами, называемым звездным временем, через соотношение

Х.А. = Местное звездное время - прямое восхождение

Если H.A. поскольку объект отрицателен, он лежит к востоку от меридиана и пересечет меридиан, достигнув своей высшей точки на небе, когда звездное время будет равно его прямому восхождению. Это иллюстрирует, как экваториальная система объясняет вращение Земли, и объясняет, почему первые астрономы решили использовать единицы времени для прямого восхождения.

В дополнение к RA и DEC астрономы используют ряд других систем координат в зависимости от обстоятельств. Координаты, основанные на местоположении телескопа, могут быть полезны, как и координаты, основанные на плоскости Солнечной системы или на плоскости галактики Млечный Путь. Сферическая тригонометрия удобен для преобразования между системами координат.

Положение звезд и других объектов на небе можно использовать для навигации (теперь это в значительной степени устарело благодаря системам глобального позиционирования). Например, высота Полярной звезды над горизонтом наблюдателя равна широте наблюдателя:

(Рисунок 2.3 из текста).

Вращение Земли используется как основная единица измерения времени — день. Если вы проследите интервалы между последовательными интервалами максимального подъема Солнца над горизонтом (например, полдень), вы обнаружите сложную закономерность с различиями между этими интервалами и средним днем, называемую уравнением времени.

Эти различия возникают по двум причинам: во-первых, мы измеряем время относительно оси вращения Земли и, следовательно, экватора, тогда как Солнце движется по эклиптике, а во-вторых, орбита Земли эллиптическая и Земля движется быстрее по своей орбите, когда ближе к Солнцу.

Мы также используем время, которое требуется Земле для обращения вокруг Солнца, как единицу времени, год. Обратите внимание, что в зависимости от того, какая ссылка используется, можно определить несколько разных длин года:

Звездный год = период времени, в течение которого Земля возвращается в то же положение по отношению к звездам

Тропический год = промежуток времени между точками весеннего равноденствия

Времена года на нашей родной планете

Времена года возникают из-за наклона полярной оси Земли на 23,5º по отношению к плоскости движения Земли вокруг Солнца (называемой эклиптикой). Полярная ось указывает в неизменном* направлении в пространстве, так что, например, северный полюс попеременно указывает на Солнце (лето) или от Солнца (зима). Времена года явно противоположны в двух полушариях Земли.

* Не строго инвариантно — помните о прецессии! Полярное направление медленно меняется из-за прецессии (направление совершает один оборот за 26 000 лет), но угол между полярной осью и эклиптикой фиксирован и неизменен.

Мы также склонны отождествлять различные созвездия с временами года, потому что звезды, видимые ночью, меняются в течение года. Эклиптика проходит через созвездия зодиака.

Месяц: единица измерения времени по Луне

Луне требуется около 28 дней для обращения вокруг Земли, при этом время составляет от 27,32 дня по отношению к звездам (сидерический месяц) или 29,53 дня по отношению к Солнцу (синодический месяц). Фазы Луны повторяются с месячной шкалой времени по мере того, как Луна вращается вокруг Земли.

Позиционная астрономия

Астрометрия: наука об очень точном измерении положения звезд.

Век назад это было сделано с помощью телескопа специального назначения, который может указывать только на меридиан.
Спутники в космосе начинают выполнять эту работу гораздо точнее, чем это можно сделать с помощью наблюдений через мерцающую атмосферу Земли

При точных измерениях положения звезд необходимо учитывать различные эффекты:

Аберрация — положение объекта будет немного смещено из-за конечной скорости света и движения наблюдателя

Преломление -- свет искривляется (преломляется) атмосферой Земли, высота звезды увеличивается за счет преломления. Когда Солнце садится, оно на самом деле находится за горизонтом, когда кажется, что его нижняя конечность касается горизонта — другими словами, рефракция составляет ~ 35 футов, видимый диаметр Солнца. Рефракция зависит от вашей высоты, атмосферных условий и длины волны наблюдения.

Проведя точные измерения положения, мы обнаружили ряд интересных эффектов, таких как прецессия, вызванная крутящим моментом Луны относительно Земли. Направление, на которое указывает полярная ось Земли в космосе, медленно меняется и описывает круг на небе (и полярному направлению требуется 26 000 лет, чтобы пройти этот круг один раз). Местоположение точки весеннего равноденствия смещается на 50 дюймов в год. Прецессия также означает, что положения астрономических объектов заносятся в таблицу для указанного времени, например, 2000,0 означает начало 2000 года, и их необходимо скорректировать на дату, когда вы будете наблюдать.< /большой>

Затмения происходят, когда Земля, Солнце и Луна лежат вдоль линии так, что либо тень Земли падает на Луну (лунное затмение), либо тень Луны падает на Землю (солнечное затмение). ). Обратите внимание, что лунные затмения могут происходить только в полнолуние, и наоборот, солнечные затмения могут происходить только в новолуние.

Почему затмения не происходят каждый месяц?

Потому что орбита Луны наклонена на 5º по отношению к плоскости эклиптики.

Линия, соединяющая две точки пересечения орбиты Луны и плоскости эклиптики, называется линией узлов. Только когда линия узлов указывает на Солнце, могут происходить затмения. Календарное время этого «сезона затмений» медленно меняется из-за гравитационных сил, действующих на Луну со стороны Солнца. Направление линии узлов делает полный круг на 360º за 18,6 лет (так называемый цикл Сароса).

Существование солнечных затмений — счастливая случайность: видимые диаметры Солнца и Луны почти равны.

Поскольку орбита Луны вокруг Земли представляет собой эллипс, видимый размер Луны меняется в течение месяца. Если солнечное затмение происходит, когда Луна находится в дальней части своей орбиты, она будет слишком мала, чтобы полностью покрыть диск Солнца, и произойдет кольцеобразное затмение. Орбита Луны медленно увеличивается в размерах, поэтому когда-нибудь не будет полных солнечных затмений.

Читайте также: