Астрономическа карта

Астрономическа карта, всяко картографско представяне на звездите, галактиките или повърхностите на планетите и Луната. Съвременните карти от този вид се основават на координатна система, аналогична на географската ширина и дължина. В повечето случаи съвременните карти се съставят от фотографски наблюдения, направени или със земно оборудване, или с инструменти, пренасяни на борда на космически кораби.

Същност и значение

По-ярките звезди и звездни групировки лесно се разпознават от практикуван наблюдател. Много по-многобройните по-бедни небесни тела могат да бъдат разположени и идентифицирани само с помощта на астрономически карти, каталози, а в някои случаи и алманаси.

Първите астрономически диаграми, глобуси и рисунки, често украсени с фантастични фигури, изобразяваха съзвездията, разпознаваеми групи от ярки звезди, известни с въображаемо подбрани имена, които в продължение на много векове са удоволствие за човека и надеждно помагане за навигацията. Няколко кралски египетски гробници от II хилядолетие пр. Н. Е. Включват картини на съзвездие, но те не могат да се считат за точни карти. Класическите гръцки астрономи използваха карти и глобуси; за съжаление, нито един пример не оцелява. Остават множество малки метални небесни глобуси от ислямските производители от 11 век нататък. Първите отпечатани планисфери (изображения на небесната сфера върху равна повърхност) са произведени през 1515 г., а отпечатаните небесни глобуси се появяват приблизително по същото време.

Телескопичната астрономия започва през 1609 г. и до края на 17 век телескопът се прилага при картографирането на звездите. В последната част на 19-ти век фотографията дава мощен тласък на прецизното изработване на диаграмите, чиято кулминация е през 50-те години на миналия век в публикацията на National Geographic Society – Palomar Observatory Sky Survey, изобразяваща частта от небето, видима от обсерваторията Palomar в Калифорния, Много съвременни карти, използвани от любители и професионални наблюдатели на небето, показват звезди, тъмни мъглявини от затъмняващ прах и ярки мъглявини (маси от мъниста, светеща материя). Специализираните карти показват източници на радиация, източници на инфрачервено излъчване и квазизвездни обекти с много големи червени измествания (спектралните линии са изместени към по-големи дължини на вълната) и много малки изображения. Астрономите на 20 век разделиха цялото небе на 88 области или съзвездия; тази международна система кодифицира именуването на звезди и звездни модели, започнали още в праисторически времена. Първоначално само най-ярките звезди и най-забележимите модели бяха дадени имена, вероятно въз основа на действителния вид на конфигурациите. От 16-ти век навигаторите и астрономите постепенно попълват всички области, останали неразрешени от древните.

Небесната сфера

На всеки наблюдател, древен или модерен, нощното небе се появява като полукълбо, опиращо се на хоризонта. Следователно най-простите описания на звездни модели и на движенията на небесните тела са тези, представени на повърхността на сфера.

Ежедневното въртене на Земята на изток в посока на оста му създава очевидно дневно въртене на запад на звездната сфера. По този начин звездите сякаш се въртят около северен или южен небесен полюс, проекцията в пространството на собствените полюси на Земята. На равно разстояние от двата полюса е небесният екватор; този голям кръг е проекцията в пространството на Земния екватор.

Тук е илюстрирана небесната сфера, гледана от някаква средна северна ширина. Част от небето, съседна на небесен полюс, винаги се вижда (засенчената зона на диаграмата), а равна зона около противоположния полюс винаги е невидима под хоризонта; останалата част от небесната сфера изглежда се издига и залязва всеки ден. За всяка друга географска ширина, частта от видимото или невидимото небе ще бъде различна и диаграмата трябва да бъде прекроена. Наблюдател, разположен на северния полюс на Земята, можеше да наблюдава само звездите от северното небесно полукълбо. Наблюдател в Екватора обаче би могъл да види цялата небесна сфера, докато ежедневното движение на Земята го пренасяше наоколо.

В допълнение към очевидното си ежедневно движение около Земята, Слънцето, Луната и планетите на Слънчевата система имат свои собствени движения по отношение на звездната сфера. Тъй като блясъкът на Слънцето затъмнява фоновите звезди от поглед, минаха много векове, преди наблюдателите да открият точния път на Слънцето през съзвездията, които сега се наричат ​​знаците на зодиака. Големият кръг на зодиака, проследен от Слънцето в годишната му верига, е еклиптиката (така наречена, защото затъмненията могат да възникнат, когато Луната я пресече).

• 

• 

Погледнато от космоса, Земята бавно се върти около Слънцето във фиксирана равнина, еклиптичната равнина. Линия, перпендикулярна на тази равнина, определя еклиптичния полюс и няма значение дали тази линия е проектирана в Космоса от Земята или от Слънцето. Важното е само посоката, тъй като небето е толкова далече, че елиптичният полюс трябва да падне върху уникална точка на небесната сфера.

Главните планети в Слънчевата система се въртят около Слънцето в почти същата равнина като орбитата на Земята и следователно техните движения ще бъдат проектирани върху небесната сфера почти, но рядко точно, върху еклиптиката. Орбитата на Луната е наклонена на около пет градуса от тази равнина и следователно нейното положение в небето се отклонява от еклиптиката повече от тези на другите планети.

Тъй като ослепителната слънчева светлина блокира някои звезди от гледката, конкретните съзвездия, които могат да се видят, зависят от положението на Земята в нейната орбита, т.е. от видимото място на Слънцето. Звездите, видими в полунощ, ще се изместват на запад с около един градус всяка следваща полунощ, докато Слънцето напредва във видимото си движение на изток. Звезди, видими в полунощ през септември, ще бъдат скрити от ослепителното обедно слънце 180 дни по-късно през март.

Защо еклиптичният и небесният екватор се срещат под ъгъл 23,44 ° е необяснима мистерия, възникваща в миналата история на Земята. Ъгълът постепенно варира в малки количества в резултат на предизвиканите от Луната и планетата гравитационни смущения на Земята. Еклиптичната равнина е сравнително стабилна, но екваториалната равнина непрекъснато се измества, тъй като оста на въртене на Земята променя посоката си в пространството. Последователните позиции на небесните полюси проследяват големи кръгове на небето с период от около 26 000 години. Това явление, известно като прецесия на равноденствията, предизвиква поредица от различни звезди да се превърнат на полюсни звезди на свой ред. Поларис, настоящата полюсна звезда, ще се приближи най-близо до северния небесен полюс около 2100 година. По времето, когато са построени пирамидите, Тубан в съзвездието Драко е служил като полюсна звезда, а след около 12 000 години звездата от първа величина Вега ще бъде близо до северния небесен полюс. Прецесията също прави координатните системи на точни звездни карти, приложими само за конкретна епоха.

Небесни координатни системи

Хоризонталната система

Простата система на алтазимут, която зависи от конкретно място, определя позиции по височина (ъгловата кота от равнината на хоризонта) и по азимут (ъгълът по часовниковата стрелка около хоризонта, обикновено започващ от север). Линиите с еднаква надморска височина се наричат ​​алмукатари. Хоризонталната система е основна за навигацията, както и за наземното проучване. За картографиране на звездите обаче координатите, фиксирани по отношение на самата небесна сфера (като например еклиптичните или екваториалните системи), са много по-подходящи.

Еклиптичната система

Небесната дължина и ширина се определят по отношение на полюсите на еклиптиката и еклиптиката. Небесната дължина се измерва на изток от възходящата пресечна точка на еклиптиката с екватора, позиция, известна като "първата точка на Овен", и мястото на Слънцето по времето на весенното равноденствие около 21 март. Първата точка на Овен се символизира от роговете на овена (♈).

За разлика от небесния екватор, еклиптиката е фиксирана сред звездите; обаче еклиптичната дължина на дадена звезда се увеличава с 1.396 ° на век поради прецесионното движение на екватора - подобно на прецесионното движение на върха на детето - което измества първата точка на Овена. Първите 30 ° по дължината на еклиптиката номинално са обозначени като зодия Овен, въпреки че тази част от еклиптиката вече се е преместила напред в съзвездието Риби. Еклиптичните координати преобладават в западната астрономия до Ренесанса. (За разлика от тях, китайските астрономи винаги са използвали екваториална система.) С появата на националните морски алманаси екваториалната система, която е по-подходяща за наблюдение и навигация, придоби асцендентност.

Екваториалната система

Въз основа на небесния екватор и полюсите екваториалните координати, дясното изкачване и наклон са пряко аналогични на земната дължина и ширина. Правото изкачване, измерено на изток от първата точка на Овен (вижте директно по-горе), обикновено се разделя на 24 часа, а не на 360 °, като по този начин се подчертава поведението на сферата, подобно на часовника. Трябва да се посочат точни екваториални позиции за определена година, тъй като прецесионното движение непрекъснато променя измерените координати.