"Астрономия (базовый уровень)", Левитан Е.П.
Подвижная карта звёздного неба (ПКЗН) показывает, какие звёзды и созвездия находятся над горизонтом в определённом месте и в данный момент. Она состоит из карты небесной сферы и подвижной накладки, ограничивающей видимую область. С помощью ПКЗН можно ориентироваться по сторонам горизонта, находить Полярную звезду и созвездия, а также приблизительно определять время восхода и захода светил. Для работы нужно учитывать широту, дату и местное время наблюдения.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Подвижная карта звёздного неба (ПКЗН) — модель видимой части неба для определённой географической широты и времени наблюдения. Она объединяет карту звёзд и подвижную накладку с линией горизонта. Это позволяет заранее увидеть, какие созвездия доступны наблюдателю.
Небесная сфера — воображаемая сфера, на которую мысленно проецируют положения светил. Такая модель не означает, что звёзды действительно расположены на одной оболочке. Она нужна, чтобы описывать направление на светила и их видимое движение.
Горизонт и стороны горизонта — линия и направления, относительно которых на карте находят видимую часть небесной сферы. Основные стороны — север, юг, восток и запад. По ним карту сопоставляют с реальной местностью и определяют, в какой стороне находится светило.
Эклиптика — годовой видимый путь Солнца среди созвездий, нанесённый на карту для ориентации. Она проходит через область зодиакальных созвездий. По эклиптике можно понять, где на небесной сфере в течение года перемещается Солнце.
Карта показывает только часть звёздного неба, потому что наблюдатель находится на поверхности Земли и видит не всю небесную сферу. Горизонт закрывает направления ниже уровня местности, поэтому светила под этой линией в данный момент недоступны. По мере вращения Земли область видимого неба меняется: одни звёзды восходят, другие заходят.
Основу ПКЗН составляет неподвижная карта с нанесёнными звёздами, созвездиями и координатными линиями. На неё устанавливают подвижную накладку, окно которой ограничивает область над горизонтом. Такое устройство разделяет постоянную информацию о расположении звёзд и меняющуюся картину видимого неба.
ПКЗН зависит от географической широты, потому что при перемещении наблюдателя меняется положение небесного полюса над горизонтом. Например, высота Полярной звезды приблизительно равна широте места наблюдения. Поэтому одни и те же созвездия в разных широтах поднимаются на разную высоту, а некоторые могут вообще не восходить.
Чтобы определить вид неба в нужный момент, сначала находят дату на шкале дат, а затем местное время на шкале времени. Накладку или карту поворачивают так, чтобы выбранные значения совпали. После этого внутри линии горизонта оказываются объекты, которые должны быть видны в указанном месте и в указанное время.
По настроенной карте находят контуры созвездий, стороны горизонта и Полярную звезду. Положение объекта относительно линии горизонта даёт примерную высоту: чем дальше светило от линии в сторону зенита, тем оно выше. Координатные линии позволяют оценить положение светила, но не заменяют точных измерительных приборов.
| Элемент ПКЗН | Что показывает | Как используется |
|---|---|---|
| Звёздная карта | Положения звёзд и созвездий | Для распознавания созвездий и поиска светил |
| Подвижная накладка | Видимую над горизонтом часть неба | Для выделения области наблюдения |
| Шкала дат | Дату наблюдения | Для установки календарного дня |
| Шкала времени | Местное время наблюдения | Для совмещения карты с нужным моментом |
| Линия горизонта | Границу между видимой и невидимой частями неба | Для определения направлений и высоты светил |
| Стороны горизонта | Север, юг, восток и запад | Для ориентирования карты относительно местности |
| Небесные координатные линии | Положение объектов на небесной сфере | Для приближённой оценки координат светил |
Сначала по таблице находят нужный элемент, а затем используют его в правильной последовательности. Дату и время применяют для настройки, стороны горизонта — для ориентации, а линию горизонта — для определения видимости. Звёздная карта и координатные линии помогают распознать объект и оценить его положение.
Нужно определить картину неба для конкретной широты, даты и времени. В условии указано место наблюдения — Москва, поэтому берут карту для широты Москвы. Время следует понимать как местное, если в условии не требуется специальный перевод.
Ответ: видимыми будут все созвездия и звёзды, расположенные внутри линии горизонта после настройки карты. Конкретный список считывают непосредственно с выбранной карты, потому что её масштаб и набор нанесённых объектов могут различаться. Созвездия за линией горизонта в этот момент не учитывают.
Здесь требуется не только найти созвездие, но и определить направление и примерную высоту над горизонтом. Одного названия даты недостаточно: желательно учитывать место наблюдения и принять указанное время как вечернее местное время. Затем положение Ориона сравнивают с линией горизонта и сторонами света.
Ответ: направление и высота Ориона определяются по его положению на настроенной карте. Если созвездие находится внутри области юга и заметно выше линии горизонта, его следует искать на южной стороне неба на соответствующей приблизительной высоте. Точное значение зависит от времени и широты наблюдения.
Восход означает пересечение звездой линии горизонта при движении в видимую область, а заход — выход из неё. Поэтому на карте нужно искать не произвольное положение звезды, а момент её контакта с линией горизонта. Для одной и той же даты эти моменты будут разными у разных светил.
Ответ: время восхода или захода получают по показанию шкалы в момент пересечения звезды с линией горизонта. Если звезда никогда не пересекает эту линию для данной широты, она является незаходящей или невосходящей. Результат по ПКЗН приблизительный.
Использование карты другой широты. Ошибку допускают, потому что не учитывают изменение высоты небесного полюса и горизонта. Проверить себя можно по высоте Полярной звезды и по указанной на карте широте.
Путаница местного, поясного и декретного времени. Официальные часы могут показывать время, не совпадающее с местным солнечным временем. Нужно выяснить, какая шкала дана на карте, и выполнить необходимый перевод до настройки.
Считают видимыми все нанесённые звёзды. На карте изображают объекты для разных моментов, поэтому часть из них сейчас находится под горизонтом. Проверка проста: видимыми считают только объекты внутри линии горизонта.
Неверно ориентируют карту. Если перепутать восток и запад, направление движения светил и найденные созвездия окажутся неправильными. Перед наблюдением нужно совместить север карты с севером местности и затем проверить положение востока и запада.
До работы с ПКЗН нужно знать стороны горизонта, смысл горизонта и модель небесной сферы, а также различать дату, местное и поясное время. Карта связана с суточным вращением Земли, видимым движением светил и небесными координатами. Эти знания помогают объяснить смену положения созвездий и использовать ПКЗН на практических наблюдениях, при ориентировании и изучении движения небесных тел.
Почему на карте нанесены созвездия, которых сейчас не видно?
Карта содержит изображения всей небесной области, которую можно наблюдать в разные часы и времена года. В конкретный момент видны только звёзды внутри линии горизонта, а остальные находятся под горизонтом или ещё не взошли.
Какую широту нужно учитывать при выборе подвижной карты?
Нужна географическая широта места наблюдения. Для Москвы, например, используют карту, рассчитанную примерно на широту Москвы, поскольку при другой широте изменяются высота небесного полюса и положение созвездий относительно горизонта.
Чем местное время отличается от показаний обычных часов?
Местное время связано с положением Солнца над конкретным меридианом, а обычные часы обычно показывают поясное или иное официальное время. Поэтому при работе с ПКЗН нужно выяснить, какая шкала времени используется, и при необходимости перевести показания часов в местное время.
Как понять, где на карте север, а где юг?
Стороны горизонта указаны на подвижной накладке или рамке карты. При наблюдении нужно повернуть карту так, чтобы её направление «север» совпало с севером местности; тогда остальные направления также займут правильное положение.
Можно ли по ПКЗН точно определить координаты и высоту звезды?
ПКЗН позволяет получить только приблизительную оценку положения светила и его высоты над горизонтом. Для точных координат и измерений используют специальные астрономические инструменты и более подробные карты.
IV. Подвижная карта звёздного неба (ПКЗН)
