De sterrenkoepel voor de aardse waarnemer is continu in beweging. Als je op het noordelijk halfrond van de planeet, op een maanloze en wolkenloze nacht, lange tijd in het noordelijke deel van de hemel kijkt, wordt het merkbaar dat de hele diamantverstrooiing van sterren rond één onopvallende schemerige ster draait (dit is alleen onwetende mensen zeggen dat de poolster de helderste is). Sommige armaturen zijn verborgen achter de horizon in het westelijke deel van de hemel, andere nemen hun plaats in.
De carrousel duurt tot de ochtend. Maar de volgende dag, op hetzelfde tijdstip, staat elke ster weer op zijn plaats. De coördinaten van de sterren ten opzichte van elkaar veranderen zo langzaam dat ze voor mensen eeuwig en bewegingloos lijken. Het is geen toeval dat onze voorouders zich de hemel voorstelden als een stevige koepel, en de sterren als gaten erin.
Vreemde ster - startpunt
Er was eens onzevoorouders vestigden de aandacht op een vreemd sterretje. Zijn eigenaardigheid is onbeweeglijkheid op de hemelhelling. Het leek op een punt boven de noordelijke rand van de horizon te zweven. Alle andere hemellichamen beschrijven regelmatige concentrische cirkels eromheen.
In welke afbeeldingen verscheen deze ster niet in de verbeelding van oude astronomen. Onder de Arabieren werd het bijvoorbeeld beschouwd als een gouden staak die in het firmament werd gedreven. Rond deze paal galoppeert een gouden hengst (we noemen dit sterrenbeeld Grote Beer), eraan vastgebonden met een gouden lasso (sterrenbeeld Grote Beer).
Van deze waarnemingen zijn de hemelcoördinaten afkomstig. Heel natuurlijk en logisch is de vaste ster, die we de Polaris noemen, het startpunt geworden voor astronomen om de locatie van objecten op de hemelbol te bepalen.
Trouwens, wij, de bewoners van het noordelijk halfrond, hebben veel geluk met het sterrenkompas. Toevallig, van degenen die er één op een miljoen zijn, bevindt onze Poolster zich precies op de lijn van de rotatie-as van de planeet, waardoor je overal op het halfrond gemakkelijk de exacte positie kunt bepalen ten opzichte van de windstreken.
Eerste ster coördinaten
Technische middelen voor nauwkeurige meting van hoeken en afstanden verschenen niet meteen, maar mensen streven er al heel lang naar om de sterren op de een of andere manier te systematiseren en te sorteren. En hoewel de instrumenten van de oude astronomie ons niet in staat stelden om de coördinaten van de sterren te bepalen in de voor ons bekende gedigitaliseerde vorm, werd dit meer dan gecompenseerdverbeelding.
Sinds de oudheid verdeelden de bewoners van alle delen van de wereld de sterren in groepen die sterrenbeelden worden genoemd. Meestal kregen sterrenbeelden namen op basis van externe gelijkenis met bepaalde objecten. Dus de Slaven noemden het sterrenbeeld Ursa Major gewoon een emmer.
Maar de meest voorkomende zijn de namen van de sterrenbeelden die zijn gegeven ter ere van de karakters van het oude Griekse epos. Het is mogelijk, zij het met enige rekking, om te zeggen dat de namen van de sterrenbeelden en sterren aan de hemel hun eerste primitieve coördinaten zijn.
Parels van de lucht
Astronomen negeerden de mooiste heldere sterren niet. Ze werden ook vernoemd naar Helleense goden en helden. Dus de alfa- en bèta-sterrenbeelden van Tweelingen zijn respectievelijk Castor en Pollux genoemd naar de namen van de zonen van Zeus, de Donderaar, geboren na zijn volgende liefdesavontuur.
De ster Algol, de alfa van het sterrenbeeld Perseus, verdient speciale aandacht. Volgens de legende nam deze held, die in een dodelijke strijd de duivel van de sombere Tartarus had verslagen - de Gorgon Medusa, die alle levende wezens met haar blik in steen verandert, haar hoofd mee als een soort wapen (de ogen van zelfs een afgehakt hoofd bleef "werken"). Dus de ster Algol is in het sterrenbeeld het oog van deze kop van Medusa, en dit is niet geheel toevallig. Oude Griekse waarnemers vestigden de aandacht op periodieke veranderingen in de helderheid van Algol (een dubbelstersysteem waarvan de componenten elkaar periodiek overlappen voor een aardse waarnemer).
Natuurlijk werd de "knipogende" ster het oog van het sprookjesachtige monster. Coördinaten van de ster Algol aan de hemel: rechte klimming - 3 uur 8 minuten, declinatie + 40 °.
Hemelse kalender
Maar we mogen niet vergeten dat de aarde niet alleen om haar as draait. Elke 6 maanden staat de planeet aan de andere kant van de zon. Het beeld van de nachtelijke hemel verandert in dit geval natuurlijk. Dit wordt al lang door astrologen gebruikt om de seizoenen nauwkeurig te bepalen. In het oude Rome wachtten studenten bijvoorbeeld ongeduldig op Sirius (de Romeinen noemden het Vakantie) om aan de ochtendhemel te verschijnen, omdat ze tegenwoordig naar huis mochten om uit te rusten. Zoals je kunt zien, is de geweldige naam van deze studentenvakanties tot op de dag van vandaag bewaard gebleven.
Naast schoolvakanties bepaalde de positie van objecten aan de hemel het begin en einde van de zee- en riviervaart, en leidde het tot militaire campagnes en landbouwactiviteiten. De auteurs van de eerste gedetailleerde kalenders in verschillende delen van de wereld waren juist astrologen, astrologen, priesters van tempels, die leerden de coördinaten van de sterren nauwkeurig te bepalen. Op alle continenten waar de overblijfselen van oude beschavingen worden gevonden, worden hele steencomplexen gevonden die zijn gebouwd voor astronomische waarnemingen en metingen.
Horizontaal coördinatensysteem
Toont de coördinaten van sterren en andere objecten op de hemelbol in de "hier en nu"-modus ten opzichte van de horizon. De eerste coördinaat is de hoogte van het object boven de horizon. Een hoekwaarde wordt gemeten in graden. De maximale waarde is +90° (zenith). De armaturen hebben een nulwaarde van de coördinaat,gelegen op de horizonlijn. En ten slotte is de minimale hoogtewaarde -90° voor objecten die zich op het nadirpunt of aan de voeten van de waarnemer bevinden - het zenit is omgekeerd.
De tweede coördinaat is de azimut - de hoek tussen de horizontale lijnen die naar het object en naar het noorden zijn gericht. Dit systeem wordt ook wel topocentrisch genoemd vanwege de binding van coördinaten aan een bepaald punt op de aardbol.
Het systeem is niet zonder gebreken. Beide coördinaten van elke ster erin veranderen elke seconde. Daarom is het niet geschikt om bijvoorbeeld de locatie van sterren in sterrenbeelden te beschrijven.
Star GLONASS en GPS
Hoe wordt zo'n systeem gebruikt? Als je op voldoende grote afstanden rond de planeet beweegt, zal het stellaire beeld zeker veranderen. Dit werd opgemerkt door oude navigators. Voor een waarnemer die helemaal op de Noordpool staat, zal de Poolster op zijn hoogste punt staan, direct boven het hoofd. Maar een inwoner van de evenaar kan de pool alleen aan de horizon zien liggen. Als je langs de parallellen beweegt (van oost naar west), zal de reiziger merken dat de punten en tijden van zonsopgang en zonsondergang van bepaalde hemellichamen ook zullen veranderen.
Dit is wat zeelieden hebben geleerd te gebruiken om hun locatie in de oceanen te bepalen. Door de elevatiehoek boven de horizon van de Poolster te meten, ontving de navigator van het schip de breedtegraad. Met behulp van een nauwkeurige chronometer vergeleken de matrozen de tijd van de lokale middag met de referentie (Greenwich) en ontvingen de lengtegraad. Beide terrestrische coördinaten konden blijkbaar niet worden verkregen zonder te rekenencoördinaten van sterren en andere hemellichamen.
Ondanks al zijn complexiteit en benadering, heeft het beschreven systeem voor het bepalen van de locatie in de ruimte reizigers meer dan twee eeuwen trouw gediend.
Equatoriale eerste stellaire coördinatenstelsel
Daarin zijn hemelcoördinaten verbonden met zowel het aardoppervlak als met oriëntatiepunten in de lucht. De eerste coördinaat is de declinatie. De hoek tussen de lijn gericht op het licht en het vlak van de evenaar (het vlak loodrecht op de as van de wereld - de richtingslijn naar de Poolster) wordt gemeten. Dus voor stilstaande objecten aan de hemel, zoals sterren, blijft deze coördinaat altijd hetzelfde.
De tweede coördinaat in het systeem is de hoek tussen de richting naar de ster en de hemelmeridiaan (het vlak waarin de as van de wereld en het loodlijn elkaar kruisen). De tweede coördinaat hangt dus af van de positie van de waarnemer op de planeet, evenals van het moment in de tijd.
Het gebruik van dit systeem is heel specifiek. Het wordt gebruikt bij het installeren en debuggen van de mechanismen van telescopen die op draaitafels zijn gemonteerd. Zo'n apparaat kan objecten "volgen" die samen met de hemelkoepel roteren. Dit wordt gedaan om de belichtingstijd te verlengen bij het fotograferen van delen van de lucht.
Equatoriale 2 sterrenhemel
En hoe worden de coördinaten van sterren bepaald op de hemelbol? Hiervoor is er een tweede equatoriaal systeem. De assen zijn vast ten opzichte van verre ruimtevoorwerpen.
Eerste coördinaat,net als het eerste equatoriale systeem, is de hoek tussen het licht en het vlak van de hemelevenaar.
De tweede coördinaat wordt rechte klimming genoemd. Dit is de hoek tussen twee lijnen die op het vlak van de hemelevenaar liggen en elkaar snijden op het snijpunt met de as van de wereld. De eerste lijn wordt gelegd op het punt van de lente-equinox, de tweede - op het punt van projectie van het licht op de hemelevenaar.
De rechte klimmingshoek is met de klok mee uitgezet langs de boog van de hemelevenaar. Het kan zowel in graden van 0° tot 360° als in het "uren: minuten"-systeem worden gemeten. Elk uur is gelijk aan 15 graden.
Hoe de rechte klimming van een ster te meten, laat het diagram zien.
Wat zijn de coördinaten van sterren nog meer?
Om onze plaats tussen andere sterren te bepalen, is geen van de bovenstaande systemen geschikt. Wetenschappers bepalen de positie van de dichtstbijzijnde armaturen in het eclipticale coördinatensysteem. Het verschilt van het tweede equatoriale vlak doordat het basisvlak het vlak van de ecliptica is (het vlak waarin de baan van de aarde rond de zon ligt).
En tot slot, om de locatie te bepalen van nog verder weg gelegen objecten, zoals sterrenstelsels en nevels, wordt het galactische coördinatensysteem gebruikt. Het is gemakkelijk te raden dat het is gebaseerd op het vlak van het Melkwegstelsel (dit is de naam van ons eigen spiraalstelsel).
Is alles perfect?
Niet echt. De coördinaten van de poolster, namelijk de declinatie, zijn 89 graden en 15 minuten. Dit betekent dat het bijna een graad verwijderd is vanpalen. Voor het navigeren door het terrein, als een verdwaalde een weg zoekt, is deze locatie ideaal, maar voor het plannen van de koers van een schip dat duizenden mijlen zal moeten reizen, moest er een aanpassing worden gemaakt.
Ja, en de onbeweeglijkheid van de sterren is een schijnbaar fenomeen. Duizend jaar geleden (heel weinig naar kosmische maatstaven) hadden de sterrenbeelden een heel andere vorm.
Dus wetenschappers konden lange tijd niet bepalen waarom in de piramide van Cheops een hellende tunnel de grafkamer verlaat naar het oppervlak van een van de gezichten. Astronomie kwam te hulp. De coördinaten van de helderste sterren in verschillende tijdsperioden werden grondig berekend en astronomen suggereerden dat tijdens de constructie van de piramide, precies op de lijn waar deze tunnel "kijkt", de ster Sirius was - een symbool van de god Osiris, een teken van eeuwig leven.
