Кульминация (астрономия)
Кульминация (астрономия) — прохождение центра светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе — прохождение центром светила точки пересечения суточной параллели светила и небесного меридиана.
В течение суток все светила дважды пересекают небесный меридиан. Различают верхнюю и нижнюю кульминации светила. При условии, что величина склонения светила не меняется в течение дня, в верхней кульминации высота светила наибольшая, а в нижней — наименьшая. Для незаходящих светил обе кульминации происходят над горизонтом. Для восходящих и заходящих светил верхняя кульминация происходит над горизонтом, а нижняя под горизонтом. У невосходящих светил обе кульминации происходят под горизонтом и они недоступны наблюдениям.
Также различают верхнюю кульминацию к северу и к югу от зенита. Если светило кульминирует к югу от зенита, то в момент кульминации его астрономический азимут равен 0°, а если светило кульминирует к северу от зенита, то его азимут в момент кульминации равен 180°.
Зная склонение светила
δ
{\displaystyle \delta }
и широту места наблюдения
φ
{\displaystyle \varphi }
, можно вычислить зенитные расстояния этого светила в моменты кульминаций, при верхней:
z
↑
=
φ
−
δ
{\displaystyle z_{\uparrow }=\varphi -\delta }
При нижней:
z
↓
=
(
φ
+
δ
)
−
2
φ
e
P
{\displaystyle z_{\downarrow }=(\varphi +\delta )-2\varphi _{eP}}
где
φ
e
P
{\displaystyle \varphi _{eP}}
- широта повышенного полюса:
+
90
∘
{\displaystyle +90^{\circ }}
для наблюдателя в северном полушарии и
−
90
∘
{\displaystyle -90^{\circ }}
в южном.
Подобно тому, как северную географическую широту и северное склонение принято считать положительными величинами, а южную - отрицательными, можно присвоить знак и зенитному расстоянию. Удобно пользоваться правилом: если тень наблюдателя (действительная или воображаемая) от светила падает в северную - положительную - сторону, то и зенитное расстояние светила положительно, если в южную - зенитное расстояние отрицательно. То же правило получается из рассмотрения астрономического азимута светила: при кульминации южнее зенита астрономический азимут светила равен 0°, и
cos
(
0
∘
)
=
1
{\displaystyle \cos(0^{\circ })=1}
; при кульминации севернее зенита азимут равен 180°,
cos
(
180
∘
)
=
−
1
{\displaystyle \cos(180^{\circ })=-1}
. Алгебраически знак зенитных расстояний получится при вычислениях, соблюдающих соглашения о знаках широт и склонений.
Наблюдая какое-либо светило в верхней и нижней кульминации, можно определить его склонение, а так же широту места наблюдения:
δ
=
φ
e
P
−
z
↑
−
z
↓
2
{\displaystyle \delta =\varphi _{eP}-{\frac {z_{\uparrow }-z_{\downarrow }}{2}}}
φ
=
φ
e
P
+
z
↑
+
z
↓
2
{\displaystyle \varphi =\varphi _{eP}+{\frac {z_{\uparrow }+z_{\downarrow }}{2}}}
Источник: Википедия
Связанные понятия
Полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира — с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой — Полярной звездой, южный — в созвездии Октант. В результате прецессии земной оси полюса мира смещаются примерно на 20 " в год.
Со́лнечные су́тки — промежуток времени, за который небесное тело совершает 1 поворот вокруг своей оси относительно центра Солнца.Более строго это промежуток времени между двумя одноимёнными (верхними или нижними) кульминациями (прохождениями через меридиан) центра Солнца в данной точке Земли (или иного небесного тела).
Небе́сное свети́ло — астрономический объект, излучающий собственный свет или отражённый; синоним понятия «небесное тело». В сферической астрономии под небесным светилом могут понимать также проекцию астрономического объекта на небесную сферу.К небесным светилам относят Солнце и другие звёзды, Луну, планеты, и их спутники, а также астероиды, кометы и другие тела.В художественной литературе указанные выше названия небесных светил нашли своё применение при описании других планет. Так, "солнцами" называют...
Небе́сная сфе́ра — воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы принимают глаз наблюдателя; при этом наблюдатель может находиться как на поверхности Земли, так и в других точках пространства (например, он может быть отнесён к центру Земли). Для наземного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе.
Движения
Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.
Упоминания в литературе
В каждой конкретной местности каждая звезда отмечает свою кульминацию постоянно на одной и той же высоте над горизонтом. Это объясняется тем, что ее угловое расстояние от полюса мира и небесного экватора остается неизменным. Это не относится ни к Солнцу, ни к Луне – высота, которая у них фиксируется как кульминация, всегда
разная. Интервал между кульминациями Солнца на 4 мин. длиннее, чем между кульминациями звезд. За один оборот небесной сферы, то есть за сутки, Солнце смещается по отношению к звездам и востоку на расстояние примерно 1° (арифметика простая: полный оборот составляет 360°, он совершается за 24 ч, значит, за 1 ч смещение равно 15°, за 4 мин. – 1°). Луна же кульминирует с опозданием в 50 мин., поскольку ей для одного оборота навстречу вращению неба требуется примерно месяц.
Миллион лет спустя
космический град достиг своей кульминации. Всё – от камней до песчинок – летело на Землю. В течение 1–2 миллионов лет на планету падало в сотни раз больше метеоритов, чем обычно. На протяжении всего этого периода ее атмосфера была затянута густой завесой пыли, взметнувшейся в небо. Ученые пока затрудняются оценить, как это повлияло на климат Земли. Вероятно, это привело к глобальному похолоданию. Некоторые районы планеты превратились в безжизненную пустыню.
Связанные понятия (продолжение)
Звёздные су́тки — период вращения какого-либо небесного тела вокруг собственной оси в инерциальной системе отсчёта, за которую обычно принимается система отсчёта, связанная с удалёнными звёздами. Для Земли это время, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси по отношению к далёким звёздам.
Восхо́д — момент появления верхнего края светила над горизонтом. Понятие восход может относиться также ко всему процессу пересечения горизонта видимым диском светила.
Астрономическая рефракция (атмосферная рефракция) — преломление в атмосфере световых лучей от небесных светил, и изменение, в связи с этим, их положения на небосводе.
Равноде́нствие — астрономическое явление, когда центр Солнца в своём видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор.
Долгота дня — промежуток времени между восходом Солнца и его заходом, в течение которого хотя бы часть солнечного диска находится над горизонтом.
Эклиптическая система координат , или эклиптикальные координаты:49 — это система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость эклиптики, а полюсом — полюс эклиптики. Она применяется при наблюдениях за движением небесных тел Солнечной системы, плоскости орбит многих из которых, как известно, близки к плоскости эклиптики, а также при наблюдениях за видимым перемещением Солнца по небу за год:30.
Географический полюс — точка, в которой ось вращения Земли пересекается с поверхностью Земли. Имеется два географических полюса: Северный полюс — находится в Арктике (центральная часть Северного Ледовитого океана) и Южный полюс — находится в Антарктиде.
Предварение равноденствий (лат. praecessio aequinoctiorum) — историческое название для постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий (то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой) навстречу видимому годичному движению Солнца. Другими словами, каждый год весеннее равноденствие наступает немного раньше, чем в предыдущем году — примерно на 20 минут 24 секунды. В угловых единицах смещение составляет сейчас примерно 50,3" в год, или 1 градус каждые 71,6 года. Это смещение...
Накло́н о́си враще́ния — угол отклонения оси вращения небесного тела от перпендикуляра к плоскости его орбиты. Другими словами — угол между плоскостями экватора небесного тела и его орбиты.
Горизонтальная система координат :40, или горизонтная система координат:30 — это система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость математического горизонта, а полюсами — зенит и надир. Она применяется при наблюдениях звёзд и движения небесных тел Солнечной системы на местности невооружённым глазом, в бинокль или телескоп с азимутальной установкой:85. Горизонтальные координаты не только планет и Солнца, но и звёзд непрерывно изменяются в течение суток ввиду суточного вращения...
Склонение (δ) в астрономии — одна из двух координат экваториальной системы координат. Равняется угловому расстоянию на небесной сфере от плоскости небесного экватора до светила и обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу от него.
Небе́сный эква́тор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное полушарие, с вершиной в северном полюсе мира, и южное полушарие, с вершиной в южном полюсе мира. Созвездия, через которые проходит небесный экватор, называют экваториальными.
Внеземные небеса ― вид космоса с поверхности космического тела, отличного от Земли. Этот вид может отличаться от наблюдаемого с поверхности Земли — по многим причинам. Важнейшим фактором является атмосфера космического тела или её отсутствие. Цвет неба зависит от плотности и химического состава атмосферы. Облака могут присутствовать или отсутствовать, могут отличаться по цвету. Другими факторами могут быть астрономические объекты, видимые с поверхности, такие как звёзды, спутники, планеты и кольца...
Система небесных координат используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере. Таким образом, система небесных координат является сферической системой координат, в которой третья координата — расстояние — часто неизвестна и не играет роли.
Затме́ние — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.
Узел орбиты — одна из двух диаметрально противоположенных точек небесной сферы, в которых орбита какого-либо небесного тела пересекается с некоторой условной плоскостью, выступающей как система отсчёта, а также геоцентрическая проекция этой точки на небесную сферу. Таковой плоскостью для планет Солнечной системы и Луны является плоскость эклиптики. Для отслеживания ИСЗ обычно используют экваториальную систему координат и, соответственно, плоскость небесного экватора.. Поскольку таких точек две, различают...
Суперлу́ние — это астрономическое явление, происходящее при совпадении полнолуния или новолуния с перигеем — моментом наибольшего сближения Луны и Земли. Это происходит вследствие эллиптической орбиты, по которой Луна обращается вокруг нашей планеты. Благодаря данному явлению с Земли можно видеть более крупный размер лунного диска, чем обычно.
Уравнение времени — разница между средним солнечным временем (ССВ) и истинным солнечным временем (ИСВ), то есть УВ = ССВ — ИСВ. Эта разница в каждый конкретный момент времени одинакова для наблюдателя в любой точке Земли. Уравнение времени можно узнать из специализированных астрономических изданий, астрономических программ или вычислить по формуле, приведенной ниже.
Экли́птика (от лат. (linea) ecliptica, от др.-греч. ἔκλειψις — затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Соответственно плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты). Современное, более точное определение эклиптики — сечение небесной сферы плоскостью орбиты барицентра системы Земля — Луна.
Всеми́рное вре́мя или UT (англ. Universal Time) — шкала времени, основанная на вращении Земли. Всемирное время является современной заменой среднего времени по Гринвичу (GMT), которое сейчас иногда некорректно используется в качестве синонима для всемирного координированного времени (UTC). Всемирное время введено 1 января 1925 года. Фактически термин «всемирное время» является многозначным, так как существует несколько версий всемирного времени, главными из которых является UT1 и UTC (см. ниже...
Термина́тор (от лат. terminare — прекращать) — линия светораздела, отделяющая освещённую (светлую) часть тела (например, космического тела) от неосвещённой — тёмной — части. Терминатор шарообразного тела всегда наблюдается в виде полуэллипса, принимая в конце первой и начале последней четвертей вид прямой линии.
Соедине́ние (в астрономии) — такая конфигурация небесных тел, при которой их эклиптические долготы равны. Иногда используется и понятие соединения по прямому восхождению, а не по эклиптической долготе. Таким образом, во время соединения двух тел они относительно близки друг к другу на небесной сфере (но момент соединения не обязательно совпадает с моментом максимального сближения). В астрологии может использоваться термин конъюнкция.
Радиа́нт (лат. radians, род. п. лат. radiantis — излучающий) — область небесной сферы, кажущаяся источником метеоров, которые наблюдаются при встрече Земли с роем метеорных тел, движущихся вокруг Солнца по общей орбите.
Горизо́нт (др.-греч. ὁρίζων — буквально: ограничивающий) — граница неба с земной или водной поверхностью. По другому определению в понятие включают также видимую часть этой поверхности. Различают горизонт видимый и горизонт истинный. Угол между плоскостью истинного горизонта и направлением на видимый горизонт называют наклонением горизонта (синонимы: понижение горизонта, депрессия горизонта).
Звёздное не́бо — совокупность светил, видимых ночью на небесном своде. В основном это звёзды. Невооружённым глазом можно различить звёзды до 5-6 звёздной величины. При хороших условиях наблюдения (на безоблачном небе) можно увидеть до 800 звёзд до 5-й звёздной величины и до 2,5 тысячи звёзд до 6-й звёздной величины, большинство которых расположено вблизи полосы Млечного Пути (при этом, общее число звёзд только в нашей Галактике превышает...
Галактическая система координат — это система небесных координат, имеющая начало отсчёта в Солнце и направление отсчёта от центра галактики Млечный Путь. Плоскость галактической системы координат совпадает с плоскостью галактического диска. Подобно географическим, галактические координаты имеют широту и долготу.
Противостояние (оппозиция) — такое положение небесного тела Солнечной системы, в котором разница эклиптических долгот его и Солнца равна 180°. Таким образом, это тело находится примерно на продолжении линии «Солнце — Земля» и видно с Земли примерно в противоположном Солнцу направлении. Противостояние возможно только для верхних планет и других тел, находящихся дальше от Солнца, чем Земля.
Пятьдесят восемь
навигационных звёзд имеют особый статус в области астрономической навигации. Из приблизительно 6000 звёзд, видимых невооруженным глазом в оптимальных условиях, выбранные звёзды являются одними из самых ярких и охватывают 38 созвездий на небесной сфере от склонения -70° до +89 °. Многие из навигационных звёзд были названы в древности вавилонянами, греками, римлянами и арабами.
Полюс эклиптики — это точка на небесной сфере, находящаяся на пересечении с перпендикуляром к плоскости эклиптики. Является полюсом эклиптической системы небесных координат.
Преце́ссия — явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве.
Прямое восхождение (α, R. A. — от англ. right ascension) — длина дуги небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила. Прямое восхождение — одна из координат второй экваториальной системы (есть ещё и первая, в которой используется часовой угол). Вторая координата — склонение.
Пе́рвая че́тверть (лат. Luna crescens dimidiata) — фаза Луны, при которой освещена ровно половина видимой её части, причём, в отличие от последней четверти, доля освещённой части в этот момент увеличивается (то есть Луна движется от новолуния к полнолунию). В этой фазе Луна находится в восточной квадратуре, то есть угловое расстояние Луны от Солнца равно 90°. При этом Луна находится к востоку от Солнца, и освещена западная часть видимой стороны Луны.
Эпоха в астрономии (от греч. έποχή — «остановка») — момент времени, для которого определены астрономические координаты или элементы орбиты. Астрономические координаты могут быть пересчитаны из одной эпохи в другую с учётом прецессии, а также собственного движения.
Летнее солнцестоя́ние происходит в тот момент, когда наклон оси вращения Земли в направлении на Солнце принимает наименьшее значение.
Прохождение Меркурия по диску Солнца — астрономический транзит, при котором Меркурий движется точно между Солнцем и точкой наблюдения (Землёй, космическим аппаратом и т. п.). При наблюдении с Земли или её окрестностей Меркурий при этом виден как маленькая чёрная точка, перемещающаяся по солнечному диску.
Пара́д плане́т — астрономическое явление, при котором некоторое количество планет Солнечной системы оказывается по одну сторону от Солнца в небольшом секторе. При этом они находятся более или менее близко друг к другу на небесной сфере.
Солнцестоя́ние (древнерусское название: солнцеворóт) — астрономическое событие, высшее и низшее положение Солнца относительно небесного экватора в видимом годичном движении Солнца по эклиптике.
Зени́т — точка небесной сферы, расположенная над головой наблюдателя. По другому определению — это направление, указывающее непосредственно «вверх» над конкретным местом, то есть это одно из двух вертикальных направлений, ортогональных к горизонтальной плоскости в точке положения наблюдателя. Понятие «вверх» более точно определено в астрономии, геофизике и смежных с ними науках (например, метеорологии) как направление, противоположное направлению действия силы гравитации в данном месте.
Неподви́жные звёзды , неподви́жные свети́ла (лат. stellae fixae) — историческое обозначение тех небесных объектов, которые при наблюдениях с Земли невооружённым глазом не изменяют своего видимого положения по отношению к другим светилам за относительно короткий срок (сопоставимый с периодом человеческой жизни). В эту категорию подпадают все звёзды, кроме Солнца. Само же Солнце, планеты и Луна относятся к подвижным звёздам или светилам.
Фа́зы Луны ́ — периодическое изменение вида освещённой Солнцем части Луны на земном небе. Фазы Луны постепенно и циклически меняются в течение периода синодического месяца (около 29,5306 средних солнечных суток), как и орбитальное положение Луны при движении вокруг Земли и движении Земли вокруг Солнца.
Анале́мма (греч. ανάλημμα, «основа, фундамент») — кривая, соединяющая ряд последовательных положений центральной звезды планетной системы (в нашем случае — Солнца) на небосводе одной из планет этой системы в одно и то же время суток в течение года.
Закат или заход Солнца — момент исчезновения верхнего края светила под горизонтом. Понятие закат может относиться также ко всему процессу пересечения горизонта видимым диском светила.
Синоди́ческий пери́од обраще́ния (от греч. σύνοδος — соединение) — промежуток времени между двумя последовательными соединениями Луны или какой-нибудь планеты Солнечной системы с Солнцем при наблюдении за ними с Земли. При этом соединения планет с Солнцем должны происходить в фиксированном линейном порядке, что существенно для внутренних планет: например, это будут последовательные верхние соединения, когда планета проходит за Солнцем.