Экваториальная система небесных координат

Экваториальная система небесных координат позволяет определять положение светила на небесной сфере относительно небесного экватора и небесного меридиана.

Координатами этой системы являются часовой угол склонения и прямое выхождение светила (рис. 13).

Рисунок 13 Экваториальные координаты светила

Склонение есть широта географического места светила. Склонение светила называется угол, заключенный между плоскостью небесного экватора и направлением на светило. Склонение может принимать значения от до в северной полусфере и от до в южной полусфере. Иногда вместо склонения пользуются полярным расстоянием светила , которое дополняет склонение светила до .

.

(8)

Прямым восхождением светила называется угол, заключенный между плоскостью круга склонения точки весеннего равноденствия и плоскость круга склонения светила отсчитывается от точки по дуге экватора против суточного движения небесной сферы от до или от до .

Для решения некоторых задач в этой системе (экваториальная система координат) положение светила относительно небесного меридиана определяется местным часовым углом . Местным часовый углом называется угол, заключенный между южной частью плоскости небесного меридиана и плоскостью круга склонения. Местный часовой угол измеряется дугой экватора , отсчитывается от точки на запад от до . Иногда местный угол отсчитывают к востоку, в этом случае его обозначают и называют восточным. Восточный часовой угол дополняет западный часовой угол светила до .

.

(9)

Для наблюдателя, находящегося на гринвичском (нулевом) меридиане местный часовой угол светила называют гринвичским часовым углом светила . Прямое восхождение и склонение светила вследствие видимого суточного вращения небесной сферы не изменяются, а часовой угол изменяется равномерно. Местный часовой угол светила отсчитывается от небесного меридиана, в плоскости которого располагается географический меридиан наблюдателя. В один и тот же момент времени разность местных часовых углов светила равна разности долгот наблюдателей

(10)

полагая

.

получим

.

(11)

Экваториальные координаты светил приводятся в авиационном астрономическом ежегоднике (ААЕ). Экваториальные координаты светил изменяются вследствие трех причин: собственного видимого движения по небесной сфере (например, солнце, планеты, Луна), прецессии и нутации земной оси. наибольшей скоростью видимого собственного движения по небесной сфере обладают Луна и Солнце. По причине изменения координат звезд устраивают такие понятия, как Таблицы высот и азимутов звезд (ТВАЗ). Поэтому срок годности ТВАЗ равен восьми годам.

Кульминация светил

Явление прохождения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила. Различают нижнюю и верхнюю кульминации светила. В верхней кульминации высота светила наибольшая, а в нижней – наименьшая.

Высоту светила в момент его верхней кульминации рассчитывают по формуле: . Здесь знак минус перед скобкой берется в том случае, если светило кульминирует между полюсами и зенитом, а знак плюс берется, если светило кульминирует к югу от зенита. – верхняя кульминация светила; – нижняя кульминация светила.

Формула показывает, что если измерить высоту светила в момент верхней кульминации, то зная его склонение, можно получить из этой формулы широту места наблюдателя.

.

Высота светила в момент его нижней кульминации вычисляется по формуле

.

Часовой угол светила в момент верхней кульминации , а в момент нижней кульминации .

Промежуток времени между верхней и нижней кульминациями составляет полсуток.

Момент верхней кульминации Солнца называется истинным полднем. Момент нижней кульминации Солнца называется полуночью. Каждая звезда кульминирует всегда на одной и той же высоте над горизонтом. На какой именно это высоте зависит от ее положения на небесной сфере и от широты места наблюдателя.