Астрономиялық сфера және астрометрия негіздері

Кіріспе

Астрономияның аспан сферасын зерттейтін саласы.

Сфералық астрономия немесе позициялық астрономия – Жер бетіндегі нақты бір күні, уақыты мен орнында көрінетін аспан сферасындағы астрономиялық объектілерді анықтау үшін қолданылатын байқау астрономиясының бір саласы. Ол сфералық тригонометрияның математикалық әдістеріне және астрометрия өлшемдеріне сүйенеді. Бұл астрономияның ең ежелгі саласы және тарихы көне заманға дейін жетеді. Аспан денелерін байқау діни және астрологиялық мақсаттар үшін, сондай-ақ уақытты есептеу және навигация үшін маңызды болды және қазір де маңыздылығын жойған жоқ. Аспандағы аспан денелерінің орнын нақты өлшеу ғылымы астрометрия деп аталады. Сфералық астрономияның негізгі элементтері – аспан координаттар жүйесі және уақыт. Аспандағы объектілердің координаттары экваторлық координаттар жүйесі арқылы тізімделеді, ол Жердің экваторының аспан сферасына проекциялануына негізделген. Бұл жүйедегі объектінің орны тік көтерілу (α) және бұрылу (δ) арқылы көрсетіледі. Ендік және жергілікті уақытты пайдаланып, объектінің биіктік және азимуттан тұратын көлденең координаттар жүйесіндегі орнын анықтауға болады. Жұлдыздар мен галактикалар сияқты аспан денелерінің координаттары жұлдыз каталогында тізімделеді, ол белгілі бір жылға арналған орнын көрсетеді. Дегенмен, осьтік прецессия мен нутацияның бірлескен әсері уақыт өте келе координаттардың сәл өзгеруіне алып келеді. Жердің қозғалысындағы осы өзгерістердің әсері түзетілген каталогтарды мерзімді түрде жариялау арқылы толықтырылады. Күн мен планеталардың орнын анықтау үшін астрономиялық эфемер (аспандағы астрономиялық объектілердің орнын белгілі бір уақытта көрсететін мәндер кестесі) қолданылады, одан кейін оны нақты әлемнің сәйкес координаттарына түрлендіруге болады. Адамның көзі шамамен 6000 жұлдызды көре алады, олардың шамамен жартысы кез келген уақытта көкжиектің астында болады. Қазіргі заманғы жұлдыз карталарында аспан сферасы 88 шоқжұлдызға бөлінеді. Кез келген жұлдыз шоқжұлдыздың ішінде орналасқан. Шоқжұлдыздар навигация үшін пайдалы. Поляр жұлдызы Солтүстік жарты шардың бақылаушысы үшін дерлік солтүстікке қарай орналасқан. Бұл поляр жұлдызы әрқашан Солтүстік полюстен тікелей жоғары орналасқан.

Spherical astronomy, or positional astronomy, is a branch of observational astronomy used to locate astronomical objects on the celestial sphere, as seen at a particular date, time, and location on Earth. It relies on the mathematical methods of spherical trigonometry and the measurements of astrometry. This is the oldest branch of astronomy and dates back to antiquity. Observations of celestial objects have been, and continue to be, important for religious and astrological purposes, as well as for timekeeping and navigation. The science of actually measuring positions of celestial objects in the sky is known as astrometry. The primary elements of spherical astronomy are celestial coordinate systems and time. The coordinates of objects on the sky are listed using the equatorial coordinate system, which is based on the projection of Earth's equator onto the celestial sphere. The position of an object in this system is given in terms of right ascension (α) and declination (δ). The latitude and local time can then be used to derive the position of the object in the horizontal coordinate system, consisting of the altitude and azimuth. The coordinates of celestial objects such as stars and galaxies are tabulated in a star catalog, which gives the position for a particular year. However, the combined effects of axial precession and nutation will cause the coordinates to change slightly over time. The effects of these changes in Earth's motion are compensated by the periodic publication of revised catalogs. To determine the position of the Sun and planets, an astronomical ephemeris (a table of values that gives the positions of astronomical objects in the sky at a given time) is used, which can then be converted into suitable real world coordinates. The unaided human eye can perceive about 6,000 stars, of which about half are below the horizon at any one time. On modern star charts, the celestial sphere is divided into 88 constellations. Every star lies within a constellation. Constellations are useful for navigation. Polaris lies nearly due north to an observer in the Northern Hemisphere. This pole star is always at a position nearly directly above the North Pole.

Позициялық құбылыстар

Бір-бірімен қосылған планеталар Күн жүйесінің ортасынан өтетін түзу сызық құрайды. Эклиптика – планетаның орбитасын қамтитын жазықтық, көбінесе Жерге қатысты айтылады. Элонгация – планетаның жүйенің орталығына және бақылау нүктесіне қатысты құратын бұрышы. Квадратура – дененің (ай немесе планетаның) орны оның элонгациясы 90° немесе 270° болғанда туындайды; яғни, дене-Жер-Күн бұрышы 90° болады. Жоғарғы планеталардың орбитасы Жердің орбитасынан үлкен, ал төменгі планеталар (Меркурий және Венера) Жердің орбитасының ішінде Күнді айналады. Төменгі планета қосылу нүктесінен өткен кезде транзит болуы мүмкін.