Координаты астрономические. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Координаты астрономические (от лат. со- - приставка, означающая совместность, и ordinatus - упорядоченный, определённый). Большинство координатных систем в астрономии являются сферическими и основываются на понятии небесной сферы. Под небесной сферой понимается сфера произвольного радиуса (обычно условно принимаемого равным единице) с центром, совпадающим с началом (центром) заданной системы отсчёта. В качестве центра системы может быть выбрана любая точка, напр. положение наблюдателя (топоцентрич. система), центр масс Земли (геоцентрическая), барицентр Солнечной системы (барицентрическая или гелиоцентрическая), центр Галактики (галактоцентрич. система) и т. д. Выбор системы координат на небесной сфере фиксируется: избранной точкой (северным полюсом системы); большим кругом L, задаваемым пересечением небесной сферы с плоскостью, перпендикулярной проходящему через полюс диаметру сферы; точкой на L, от к-рой начинается отсчёт дуг вдоль этого круга. В установленной т. о. системе положение объекта определяется двумя угл. координатами: отрезком дуги большого круга, проходящим через объект и полюс системы, и дугой осн. большого круга, заключённой между начальной отсчётной точкой и точкой пересечения с большим кругом, проходящим через объект и полюс. Если не оговорено особо, то первая координата измеряется в градусной мере в обе стороны от осн. большого круга L (т. е. от 0 до +90° в северном полушарии и до -90° - в южном), вторая же координата измеряется в градусной или часовой мере (от О до 360° или от 0 до 24 ч). Отсчёт ведётся против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса координатной системы.

Наиболее часто применяются следующие системы К. а.

Горизонтальная система. Полюс - точка зенита, осн. круг - линия астр. горизонта, на к-рой фиксируется начало отсчёта (обычно точка юга S). Координатами объекта в горизонтальной системе являются его высота h (или зенитное расстояние z=90° - h) и азимут А, отсчитываемый от точки юга вдоль горизонта.

Экваториальная система (рис.). Полюс - северный полюс мира Р_N (одна из точек пересечения небесной сферы с прямой, проходящей через её центр и параллельной оси вращения Земли), осн. круг системы- небесный экватор EB_SWB_N (большой круг небесной сферы, плоскость к-рого перпендикулярна оси вращения Земли). В качестве отсчётной точки фиксируется точка весеннего равноденствия

[одна из точек пересечения небесного экватора с эклиптикой (см. ниже)]. Координаты объекта (С) - склонение

(или полярное расстояние р = 90°-

) и прямое восхождение

. В другом, часто используемом варианте экваториальной системы второй координатой является часовой угол объекта t - двугранный угол между плоскостью небесного меридиана (P_NZP_SNa)и плоскостью, в к-рой находится круг склонений (т. е. большой круг, проходящий через полюс мира и объект). Часовой угол обычно отсчитывается в часовой мере в обе стороны от южной точки небесного экватора В_S (от 0 до +12 ч к западу и до -12ч к востоку).

Экваториальная система координат: Р_N и P_S - северный и южный полюсы мира;

- широта места наблюдения; Z и Na - зенит и надир; Е, S, W и N- точки востока, юга, запада и севера; остальные обозначения см. в тексте.

Эклиптическая система. Полюс - точка пересечения небесной сферы с перпендикуляром к плоскости орбиты Земли (северный полюс эклиптики). Осн. круг - эклиптика (большой круг небесной сферы, плоскость к-рого параллельна плоскости орбиты Земли). Координаты объекта - эклиптич. широта

и эклиптич. долгота

, отсчитываемые от точки

Галактическая система. Полюс - точка на небесной сфере, имеющая экваториальные координаты:

=12 ч 49 мин,

=27,4° (направление нормали к плоскости Галактики). Осн. круг системы - пересечение плоскости Галактики с небесной сферой - галактич. экватор. Координаты объектов - галактич. широта b и галактич. долгота l, отсчитываемая от направления на центр Галактики вдоль галактич. экватора в сторону возрастания прямых восхождений.

Точки, определяющие системы, непрерывно перемещаются в пространстве, поэтому для полного описания системы К. а. необходимо указание эпохи (момента времени), к к-рой относятся положения определяющих точек, а также знание законов перемещения этих точек. Для заданного момента времени координаты объекта в разл. системах связаны между собой обычными ф-лами переноса начала и поворота осей, а выбор координатной системы целиком определяется особенностями решаемой задачи и не имеет динамич. значения. Для решения задач астрономии и нек-рых прикладных наук необходимо материальное воплощение координатной сетки на небесной сфере. Такой реализацией системы К. а. является задание положений и собственных движений нек-рой совокупности конкретных объектов. Наблюдая эти объекты одновременно с исследуемым объектом, можно определить его координаты. Осн. требования, предъявляемые практикой к подобной реализации,- хорошее покрытие всего неба объектами с известными координатами, удобство их наблюдений существующими средствами, точная информация о движении этих объектов для сохранения со временем инер-циальности и точности воспроизведения координатной системы. Существуют три класса объектов для системы К. а.

Во-первых, это тела Солнечной системы, теория движения большинства к-рых разработана с высокой степенью точности. Недостаток этой системы К. а.- малое кол-во воплощающих её объектов, а также трудности их наблюдений, связанные с наличием у них неравномерно светящегося диска, фазы и т. д.

Во-вторых, звёзды нашей Галактики, положения и собственные движения к-рых задают координатную сетку для любого момента времени. Средние (свободные от прецессионного и нутационного перемещений, см. Прецессия, Нутация)экваториальные координаты избранных звёзд определяют фундам. систему координат данной эпохи. Она отличается от идеализированной инерционной системы остаточным вращением, обусловленным ошибками определений собственных движений звёзд, а также неточным знанием скорости прецессионного вращения. Фундам. система фиксируется фундам. каталогом. С 1984 в качестве международного стандарта введён Пятый фундам. каталог FК₀ Для учёта вращения фундам. системы относительно идеализированной инерциальной системы необходимо знать постоянную прецессии, значение к-pой можно найти из наблюдений лишь при нек-рых условиях, налагаемых па собственные движения звёзд.

В-третьих - квазары, к-рые можно наблюдать и в оптич., и в радиодиапазонах длин волн. Инерциальная система координат, оси к-рой реализуются направлениями на внегалактич. радиоисточники, а начало координат связано с барицентром Солнечной системы, необходима для задач астрономии и геодинамики. Эта система координат будет основываться на наблюдениях при помощи радиоинтерферометров с длинными базами.

Литература по астрономическим координатам

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.