§ 1.2. Небесная сфера
При изучении видимых движений небесных тел необходимо с той или иной степенью точности определять их положения в моменты наблюдений. При этом нет необходимости знать расстояния до них, поскольку все тела представляются нам как бы находящимися на внутренней поверхности некоторой сферы произвольного радиуса.
Воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в точке наблюдения, на внутренней поверхности которой расположены светила так, как они видны на небе в некоторый момент времени из точки наблюдения, называется небесной сферой.
Вращение небесной сферы повторяет вращение небесного свода.
Небесная сфера служит для изучения видимых положений и движений небесных тел. Для этого на ее поверхности фиксируются основные линии и точки, по отношению к которым и производятся соответствующие измерения.
Рис. 1.1. Элементы небесной сферы (часть 1).
Линия, проходящая через центр О небесной сферы (рис. 1.1) и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения, называется отвесной или вертикальной линией.
Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках: в зените Z, над головой наблюдателя, и в диаметрально противоположной точке — надире Z'.
Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии, называется математическим или истинным горизонтом. Математический горизонт делит поверхность небесной сферы на две половины: видимую для наблюдателя, с вершиной в зените Z, и невидимую, с вершиной в надире Z'.
Математический горизонт следует отличать от видимого горизонта (линии, вдоль которой «небо сходится с Землей»). Видимый горизонт на суше — неправильная линия, точки которой лежат то выше, то ниже истинного горизонта. В открытом море видимый горизонт всегда малый круг, плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта.
Малый круг небесной сферы, проходящий через светило М и плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта, называется альмукантаратом светила.
Большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит, светило М и надир, называется кругом высоты или вертикалом светила.
Рис. 1.2. Элементы небесной сферы (часть 2).
Диаметр, вокруг которого происходит суточное вращение небесной сферы (рис. 1.2), называется осью мира. Ось мира пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках: в северном полюсе мира Р и южном полюсе мира Р'. Северный полюс тот, со стороны которого вращение небесной сферы происходит по часовой стрелке, если смотреть на сферу извне. Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к оси мира, называется небесным экватором. Небесный экватор делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное, с северным полюсом мира Р, и южное, с южным полюсом мира Р'.
Малый круг небесной сферы, проходящий через светило М и плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора, называется небесной или суточной параллелью светила М. Видимые суточные движения светил совершаются по суточным параллелям.
Большой полукруг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и через светило М, называется часовым кругом или кругом склонения светила.
Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в двух точках: в точке востока Е и в точке запада W.
Большой круг небесной сферы, проходящий через полюс мира и зенит, называется небесным меридианом.
Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария: восточное, с точкой востока Е, и западное, с точкой запада W.
Небесный меридиан пересекается с математическим горизонтом в двух точках: в точке севера N и в точке юга S. Точкой севера называется та, которая ближе к северному полюсу мира. Точка юга— ближе к южному полюсу мира.
Плоскость небесного меридиана и плоскость математического горизонта пересекаются по прямой линии NOS, которая называется полуденной линией.
Небесный меридиан пересекается с небесным экватором также в двух точках: в верхней точке экватора Q, которая ближе к зениту, и в нижней точке экватора Q', которая ближе к надиру.
Дуга небесного меридиана PZQSP' является его верхней частью, а дуга PNQ'Z'P' — нижней.