Звездният купол за земния наблюдател е в непрекъснато въртене. Ако, намирайки се в Северното полукълбо на планетата, в безлунна и безоблачна нощ, погледнете в северната част на небето за дълго време, става забележимо, че цялото диамантено разпръскване на звезди се върти около една незабележима неясна звезда (това е само невежите казват, че Полярната звезда е най-ярката). Някои от светилата са скрити зад хоризонта в западната част на небето, други заемат мястото им.
Въртележката продължава до сутринта. Но на следващия ден по същото време всяка звезда отново е на мястото си. Координатите на звездите една спрямо друга се променят толкова бавно, че за хората изглеждат вечни и неподвижни. Неслучайно нашите предци са си представяли небето като солиден купол, а звездите като дупки в него.
Странна звезда - начална точка
Имало едно време нашатапредците обърнаха внимание на една странна звездичка. Неговата особеност е неподвижността на небесния склон. Изглежда, че витае в една точка над северния край на хоризонта. Всички други небесни тела описват правилни концентрични кръгове около него.
В какви изображения тази звезда не се е появявала във въображението на древните астрономи. Например, сред арабите се смяташе за златен кол, забит в небосвода. Около този кол галопира златен жребец (наричаме това съзвездие Голяма мечка), завързан за него със златно ласо (съзвездие Малка мечка).
От тези наблюдения произлизат небесните координати. Съвсем естествено и логично неподвижната звезда, която ние наричаме Полярна звезда, се превърна в отправна точка за астрономите да определят местоположението на обектите в небесната сфера.
Между другото, ние, жителите на Северното полукълбо, имаме голям късмет със звездния компас. Случайно от тези, които са една на милион, нашата Полярна звезда е точно на линията на оста на въртене на планетата, благодарение на което навсякъде в полукълбото можете лесно да определите точната позиция спрямо кардиналните точки.
Координати за първа звезда
Технически средства за точно измерване на ъгли и разстояния не се появиха веднага, но хората отдавна се стремят да систематизират и сортират звездите. И въпреки че инструментите, притежавани от древната астрономия, не ни позволяваха да определим координатите на звездите в познатия ни цифров вид, това беше повече от компенсирановъображение.
Още от древни времена жителите на всички части на света разделяха звездите на групи, наречени съзвездия. Най-често съзвездията са получавали имена въз основа на външна прилика с определени обекти. Така славяните нарекли съзвездието Голяма мечка просто кофа.
Но най-разпространени са имената на съзвездията, дадени в чест на героите от древногръцкия епос. Възможно е, макар и с известна степен, да се каже, че имената на съзвездията и звездите в небето са техните първи примитивни координати.
Небесни перли
Астрономите не пренебрегнаха най-красивите ярки звезди. Те също са кръстени на елински богове и герои. Така алфа и бета съзвездията на Близнаци са наречени съответно Кастор и Полукс на имената на синовете на Зевс, Гръмовержеца, родени след следващото му любовно приключение.
Звездата Алгол, алфата на съзвездието Персей, заслужава специално внимание. Според легендата този герой, победил в смъртна битка дяволът на мрачния Тартар - Медуза Горгона, която превръща всичко живо в камък с погледа си, взел главата си със себе си като вид оръжие (очите на дори отсечена глава продължи да „работи“). И така, звездата Алгол е в съзвездието окото на точно тази глава на Медуза и това не е съвсем случайно. Древногръцките наблюдатели обърнаха внимание на периодичните промени в яркостта на Алгол (двойна звездна система, чиито компоненти периодично се припокриват един с друг за земен наблюдател).
Разбира се, "намигащата" звезда се превърна в окото на приказното чудовище. Координати на звездата Алгол в небето: дясно изкачване - 3 часа 8 минути, деклинация + 40°.
Небесен календар
Но не бива да забравяме, че Земята се върти не само около оста си. На всеки 6 месеца планетата е от другата страна на Слънцето. Картината на нощното небе естествено се променя в този случай. Това отдавна се използва от астролозите за точно определяне на сезоните. Например в древен Рим учениците с нетърпение чакаха Сириус (римляните го наричаха Ваканция) да се появи на сутрешното небе, защото тези дни им беше позволено да се приберат вкъщи, за да си починат. Както можете да видите, звездното име на тези студентски празници е оцеляло и до днес.
Освен училищните ваканции, положението на обектите в небето определя началото и края на морската и речната навигация, поражда военни кампании, селскостопански дейности. Авторите на първите подробни календари в различни части на света са били именно астролози, астролози, жреци на храмове, които се научили да определят точно координатите на звездите. На всички континенти, където се намират останки от древни цивилизации, се откриват цели каменни комплекси, построени за астрономически наблюдения и измервания.
Хоризонтална координатна система
Показва координатите на звездите и други обекти в небесната сфера в режим "тук и сега" спрямо хоризонта. Първата координата е височината на обекта над хоризонта. Ъгловата стойност се измерва в градуси. Максималната стойност е +90° (зенит). Осветителните тела имат нулева стойност на координатата,разположен на линията на хоризонта. И накрая, минималната стойност на височината -90° е за обекти, разположени в точката на надир или в краката на наблюдателя - зенитът е обратно.
Втората координата е азимутът - ъгълът между хоризонталните линии, насочени към обекта и на север. Тази система се нарича още топоцентрична поради свързването на координатите с определена точка от земното кълбо.
Системата не е без недостатъци. И двете координати на всяка звезда в него се променят всяка секунда. Следователно не е подходящ за описване, да речем, местоположението на звездите в съзвездията.
Star GLONASS и GPS
Как се използва такава система? Ако се движите около планетата на достатъчно големи разстояния, звездната картина със сигурност ще се промени. Това е забелязано от древните мореплаватели. За наблюдател, стоящ на самия Северен полюс, Полярната звезда ще бъде в зенита си, точно над главата. Но жител на екватора ще може да види полярното само лежащо на хоризонта. Движейки се по паралелите (от изток на запад), пътникът ще забележи, че точките и часовете на изгрев и залез на определени небесни обекти също ще се променят.
Това е, което моряците са се научили да използват, за да определят местоположението си в океаните. Чрез измерване на ъгъла на издигане над хоризонта на Полярната звезда навигаторът на кораба получи стойността на географската ширина. Използвайки точен хронометър, моряците сравняват времето на местното пладне с референтния (Гринуич) и получават географската дължина. И двете земни координати очевидно не могат да бъдат получени без изчислениекоординати на звезди и други небесни тела.
При цялата си сложност и приблизителност, описаната система за определяне на местоположението в космоса служи вярно на пътешествениците повече от два века.
Екваториална първа звездна координатна система
В него небесните координати са обвързани както с повърхността на земята, така и с ориентири в небето. Първата координата е деклинацията. Измерва се ъгълът между линията, насочена към светилото и равнината на екватора (равнината, перпендикулярна на оста на света - линията на посока към Полярната звезда). По този начин, за неподвижни обекти в небето, като звезди, тази координата винаги остава същата.
Втората координата в системата ще бъде ъгълът между посоката към звездата и небесния меридиан (равнината, в която се пресичат оста на света и отвеса). По този начин втората координата зависи от позицията на наблюдателя на планетата, както и от момента във времето.
Използването на тази система е много специфично. Използва се при инсталиране и отстраняване на грешки в механизмите на телескопите, монтирани на грамофони. Такова устройство може да "следи" обекти, въртящи се заедно с небесния купол. Това се прави, за да се увеличи времето на експозиция при снимане на области от небето.
Екваториален 2 звездно
И как се определят координатите на звездите в небесната сфера? За това има втора екваториална система. Неговите оси са фиксирани спрямо отдалечени космически обекти.
Първа координата,подобно на първата екваториална система, е ъгълът между светилото и равнината на небесния екватор.
Втората координата се нарича право възход. Това е ъгълът между две прави, лежащи в равнината на небесния екватор и пресичащи се в точката на пресичането му с оста на света. Първата линия се полага до точката на пролетното равноденствие, втората - до точката на проекция на светилото върху небесния екватор.
Правият ъгъл на издигане се начертава по дъгата на небесния екватор по посока на часовниковата стрелка. Може да се измерва както в градуси от 0° до 360°, така и в системата "часове: минути". Всеки час е равен на 15 градуса.
Как да измерим правилното изкачване на звезда, показва диаграмата.
Какви още са координатите на звездите?
За да определим нашето място сред другите звезди, никоя от горните системи не е подходяща. Учените фиксират позицията на най-близките светила в координатната система на еклиптиката. Тя се различава от втората екваториална по това, че основната равнина е равнината на еклиптиката (равнината, в която се намира орбитата на Земята около Слънцето).
И накрая, за да се определи местоположението на още по-далечни обекти, като галактики, мъглявини, се използва галактическата координатна система. Лесно е да се досетите, че се основава на равнината на галактиката Млечния път (това е името на нашата родна спирална галактика).
Всичко перфектно ли е?
Не наистина. Координатите на полярната звезда, а именно деклинацията, е 89 градуса 15 минути. Това означава, че е почти на градус отстълбове. За навигация по терена, ако изгубен човек търси начин, това местоположение е идеално, но за планиране на курса на кораб, който ще трябва да измине хиляди мили, трябваше да се направи корекция.
Да, и неподвижността на звездите е очевидно явление. Преди хиляда години (много малко по космически стандарти) съзвездията имаха напълно различна форма.
Така че учените не можеха да определят дълго време защо в пирамидата на Хеопс наклонен тунел напуска гробната камера към повърхността на едно от лицата. Астрономията дойде на помощ. Координатите на най-ярките звезди в различни периоди от време бяха изчислени задълбочено и астрономите предположиха, че по време на изграждането на пирамидата, точно на линията, където този тунел "изглежда", е имало звездата Сириус - символ на бог Озирис, знак за вечен живот.
