Как понять, какую звезду видно, а какую нет?
Допустим, нам известна широта местности, склонение звезды, дано время. Как понять, можно ли увидеть эту звезду или нет? Например, можно ли в Томске наблюдать звезду Фомальгаут?
Помогите, пожалуйста, я вообще ничего не понимаю.
Ответы
Ответ: Думаю, Вы не раз наблюдали, как Солнце встает из-за горизонта и движется по небу. Если наблюдать Солнце достаточно долго, то будет заметно, что Солнце движется по небу не по прямой линии, а по дуге. В некоторый момент Солнце достигнет максимальной высоты, после чего станет опускаться к горизонту, так же двигаясь по дуге. И в некоторый момент Солнце скроется за горизонтом. Достижение Солнцем максимальной высоты называется кульминацией. Верхней кульминацией. Но есть и нижняя кульминация. Зайдя за горизонт Солнце не останавливается, а продолжает двигаться по дуге. Но поверхность Земли не позволяет нам это увидеть. Но, Вы, надеюсь, понимаете, что невозможность увидеть движение Солнца не отменяет этого движения. В некоторый момент Солнце достигает минимальной высоты, и этот момент так же называется кульминацией, но уже нижней. Здесь еще нужно добавить, что в момент кульминации Солнце пересекает небесный меридиан. (В Вики…дии небесным меридианом называется большой круг небесной сферу, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира. Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария: восточное полушарие и западное полушарие. Я бы еще добавил, что этот круг проходит черех точки Юга и Севера, и что наблюдатель всегда находится в плоскости небесного меридиана.)
Точно так же движутся но небу и все звезды. Каждая звезда, так же как и Солнце, кульминирует два раза в сутки.
Вернемся к Солнцу. Вы наверняка знаете, что за полярным кругом бывают полярные ночи. В эти периоды Солнце вообще не поднимается из-за горизонта. Это означает, что в своей верхней кульминации Солнце находится ниже горизонта. И в эти периоды Солнце можно назвать невосходящей звездой. Во время полярного дня Солнце вообще не заходит за горизонт в своей нижней кульминации. Солнце движется по небу по замкнутой окружности. И в этот период Солнце можно назвать незаходящей звездой. Точно также «ведут себя» и ночные звезды. Среди них так же есть невосходяшие и незаходящие звезды. Но есть звезды восходящие, которые, так же как и Солнце (для средних широт), выходят из-за горизонта, движутся по небу по дуге, и опускаются за горизонт.
Полагаю, Вам стало понятно, что чтобы узнать будет ли видна та или иная звезда в месте наблюдения, надо определить её верхнюю кульминацию. Расчет кульминаций достаточно прост.
высота светила над горизонтом в момент верхней кульминации от точки юга к зениту hв = 90° – φ + δ
высота светила над горизонтом в момент нижней кульминации от точки севера к надиру hн = φ + δ – 90°
В этих формулах: h - высота кульминации светила в градусах; φ - широта места наблюдения; δ – склонение светила.
Если высота верхней кульминации светила отрицательна, то светило не восходит над горизонтом в месте наблюдения и это светило является невосходящим. Если нижняя кульминация светила положительна, то светило ни когда не опускается за горизонт и такое светило называется незаходящим. Если же верхняя кульминация положительна, а нижняя отрицательна, то такое светило является восходящим.
Рассмотрим конкретный пример: широта Томска φ = 56°29'19''; склонение звезды Фомальгаут отрицательное (знаки необходимо учитывать) δ = -29°37'20''.
Найдем верхнюю кульминацию: hв = 90° – φ + δ = 90° - 56°29'19'' + (-29°37'20'') = 90° - 56°29'19'' -29°37'20'' = 90° - 86°06'39'' = 3°53'21'' Как видим, верхняя кульминация положительна. Но она невелика. Это означает, что даже в верхней кульминации, т.е. при максимальной высоте подъема звезда будет находиться низко над горизонтом, и период её видимости будет коротким.
Найдем нижнюю кульминацию hн = φ + δ – 90° = 56°29'19'' - 29°37'20'' - 90° = -63°08'01''. Как и следовало ожидать нижняя кульминация является отрицательной. И в нижней кульминации звезда находится ниже горизонта и не видна. Таким образом, Фомальгаут, при наблюдениях в Томске, является восходящей звездой.