2.4. Эклиптика
Положение эклиптики и эклиптическая система координат
Положение эклиптики и эклиптическая система координат
Из наблюдений нетрудно установить, что Солнце в течение года перемещается среди звёзд с запада к востоку по большому кругу небесной сферы, который называется эклиптикой. Название эклиптика связано с затмениями (от лат. eclipsis) Луны или Солнца, т.к. они происходят, когда Луна в день новолуния или полнолуния пересекает круг эклиптики. Плоскость эклиптики ξ’♈ξ♎ наклонена к плоскости небесного экватора под углом ε = 23°26′. Диаметр ПП’, перпендикулярный к плоскости эклиптики, называется осью эклиптики и пересекается с поверхностью небесной сферы в северном полюсе эклиптики П (в северном полушарии) и в южном полюсе эклиптики П’ (в южном полушарии). Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках: в точке весеннего равноденствия ♈ и в точке осеннего равноденствия ♎. Точки эклиптики, отстоящие от равноденственных на 90°, называются точкой летнего солнцестояния ξ (в северном полушарии) и точкой зимнего солнцестояния ξ’ (в южном полушарии). Большой полукруг небесной сферы ПМП’ называется кругом широты светила М.
Годовое движение Солнца по небесной сфере
За сутки Солнце смещается по эклиптике примерно на 1° (360° за 365,25 сут), двигаясь против часовой стрелки, если смотреть из центра небесной сферы. Поскольку это движение Солнца накладывается на вращение небесной сферы, то траектория годового движения Солнца по небесной сфере может быть представлена в виде спирали, навитой на шар. В течение астрономических зимы и весны, т. е. в промежуток времени от дня зимнего солнцестояния до дня летнего, Солнце поднимается по этой спирали вверх. Верхнюю точку спирали – точку летнего солнцестояния ξ Солнце проходит примерно 21–22 июня. Затем в течение астрономических лета и осени Солнце опускаться вниз. В нижней точке спирали ξ’ Солнце оказывается в день зимнего солнцестояния. 20–21 марта Солнце находится в точке ♈, его склонение δ☉ = 0 и прямое восхождение α☉ = 0. В этот день (весеннего равноденствия) Солнце восходит точно в точке E и заходит в точке W. Максимальная высота центра Солнца над горизонтом в полдень этого дня (верхняя кульминация): h☉ = 90° – φ + δ☉ = 90° – φ. Затем Солнце сдвинется по эклиптике ближе к точке ξ, т.е. δ☉ > 0 и α☉ > 0. 21–22 июня Солнце находится в точке ξ, его склонение максимально δ☉ = 23°26′, а прямое восхождение α☉ = 6 h . В полдень этого дня (летнего солнцестояния) Солнце поднимается на максимальную высоту над горизонтом: h☉ = 90° – φ + 23°26′. Т.о., в средних широтах Солнце никогда не бывает в зените. Затем Солнце сдвинется по эклиптике ближе к точке ♎, т. е. δ☉ начнёт уменьшаться. Около 23 сентября Солнце придёт в точку ♎, его склонение δ☉ = 0, прямое восхождение α☉ = 12 h . Этот день (начало астрономической осени) называется днём осеннего равноденствия. 22–23 декабря Солнце окажется в точке ξ’, его склонение минимально (δ☉ = –23°26′), а прямое восхождение α☉ = 18 h . Максимальная высота Солнца над горизонтом равна: h☉ = 90° – φ – 23°26′. Изменение экваториальных координат Солнца в течение года происходит неравномерно. Склонение изменяется быстрее всего при движении Солнца вблизи точек равноденствий, и медленнее всего – вблизи точек солнцестояний. Прямое восхождение, наоборот, медленнее изменяется вблизи точек равноденствий, и быстрее – вблизи точек солнцестояний. Видимое движение Солнца по эклиптике связано с действительным движением Земли по своей орбите вокруг Солнца, а также с тем фактом, что ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости её орбиты, а составляет угол ε = 23°26′. Если бы этот угол был равен нулю, то на любой широте в любой день года день был бы равен ночи (без учёта рефракции и размера Солнца). С годовым движением Солнца связан феномен полярных дней, длящихся от 24 h до полугода и соответствующих ночей, которые наблюдаются за полярными кругами, широты которых определяются условиями: φ = ±(90° – ε) = ±66°34′.
Эклиптика ξ’♈ξ♎ и ♈ лежат в основе эклиптической системы небесных координат. Одна координата – эклиптическая широта β светила М, которой называется дуга круга mM от эклиптики до светила, или центральный угол mOM. Эклиптические широты отсчитываются от 0° до +90° к П и от 0° до –90° к П’. Вторая координата – эклиптическая долгота λ, которая определяет положение самого круга широты на небесной сфере. Эклиптическая долгота λ светила М – дуга ♈m эклиптики от ♈ до круга широты светила, или центральный угол ♈Om в плоскости эклиптики. Эклиптические долготы отсчитываются в сторону видимого годичного движения Солнца по эклиптике, т.е. с запада на восток от 0° до 360°.
Прецессионное движение северного полюса мира
Положение оси мира и, следовательно, плоскости небесного экватора, а также точек ♈ и ♎ не постоянно, а периодически изменяется. Это связано с явлением прецессии земной оси (прецессия – предварение [равноденствий], от лат. praecessio aequinoctiorum). Вследствие прецессии земной оси ось мира описывает конус вокруг оси эклиптики с углом раствора
23,5° за 26000 лет. Вследствие возмущающего действия планет кривые, описываемые полюсами мира, не замыкаются, а стягиваются в спираль. Поскольку и плоскость небесного экватора, и плоскость эклиптики медленно изменяют свое положение в пространстве, то точки их пересечения (♈ и ♎) медленно перемещаются к западу. Скорость перемещения (общая годовая прецессия в эклиптике) за год: l = 360°/26000 = 50,26». Общая годовая прецессия в экваторе: m = l cosε = 46,11». В начале нашей эры точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Овна, от которого и получила своё обозначение (♈), а точка осеннего равноденствия – в созвездии Весов (♎). С тех пор точка ♈ переместилась в созвездие Рыб, а точка ♎ – в созвездие Девы, но их обозначения остались прежними.
Источник
На данной неделе 23 сентября наступит осеннее равноденствие. В этот день в 10 часов 50 минут по московскому времени Солнце, двигаясь по эклиптике (в созвездии Девы), достигнет точки небесной сферы с координатами 12 часов по прямому восхождению и 0 градусов по склонению, пересечет небесный экватор и перейдет из северного полушария неба в южное. В день осеннего равноденствия Солнце на всей Земле восходит точно на востоке, а заходит точно на западе (день становится равен ночи). Наступает астрономическая осень в северном полушарии Земли и весна — в южном. На полюсах Земли Солнце математически движется точно по горизонту в течение суток, хотя благодаря рефракции, приподнимающей все светила над горизонтом, фактически оно движется выше горизонта на величину рефракции — около полградуса. По этой же причине во время осеннего (как и весеннего) равноденствия день все-таки немного длиннее ночи. В России это наиболее удобный период для проведения утренних наблюдений планет, т.к. эклиптика по утрам расположена под большим углом к горизонту. После дня осеннего равноденствия полуденная высота Солнца будет уменьшаться вплоть до дня зимнего солнцестояния, преодолев четверть своего пути по зодиакальным созвездиям и по орбите вокруг Солнца. Из других явлений недели 23 сентября Луна (Ф= 0,4-) пройдет точку максимального склонения к северу от небесного экватора близ восходящего узла своей орбиты, а долгопериодическая переменная звезда R Рыси достигнет максимума блеска (7m). 24 сентября Луна (Ф= 0,2-) пройдет через звездное скопление Ясли (М44), а долгопериодическая переменная звезда R Зайца достигнет максимума блеска (6m). 26 сентября Луна (Ф= 0,09-) пройдет севернее Регула. 28 сентября Луна (Ф= 0,01-) достигнет перигея своей орбиты на расстоянии 357804 км от центра Земли (близ Марса), а 29 сентября Меркурий пройдет в 1,3 гр. севернее Спики. В этот же день Луна (Ф= 0,01+) пройдет близ Венеры, а долгопериодическая переменная звезда RS Геркулеса достигнет максимума блеска (7m).
Солнце. Максимальная высота дневного светила над горизонтом на широте Москвы уменьшается до 32 градусов, а долгота дня на той же широте — до 11 часов 40 минут. Видимый диаметр Солнца увеличивается до 31,93 минут дуги, а движется оно по созвездию Девы. Данные о Солнце на текущее время.
Луна. Естественный спутник Земли вступает в фазу новолуния 28 сентября. Луна в своем движении по небесной сфере посетит созвездия Близнецов, Рака, Льва и Девы, изменяя фазу от 0,4- до 0 и уменьшая склонение, а также высоту верхней кульминации. Начало недели ночное светило проведет в созвездии Близнецов. Здесь 23 сентября Луна при фазе 0,4- пройдет точку максимального склонения к северу от небесного экватора, около восходящего узла своей орбиты. Продолжая уменьшать фазу стареющий серп перейдет в созвездие Рака 24 сентября при фазе 0,27-. Здесь в это же день лунный серп (Ф= 0,2-) пройдет через звездное скопление Ясли (М44), устремившись к созвездию Льва, в которое войдет 25 сентября при фазе 0,15-. 26 сентября тонкий лунный серп (Ф= 0,09-) пройдет севернее Регула, а 27 сентября перейдет в созвездие Девы при фазе 0,01- (пройдя севернее Марса). В созвездии Девы Луна примет фазу новолуния, находясь близ перигея своей орбиты на расстоянии 357804 км от центра Земли. 29 сентября молодой месяц (Ф= 0,02+) пройдет севернее Меркурия, Спики и Венеры, но это сближение будет благоприятно для наблюдений лишь в южных широтах страны. Фазы Луны на данное время и на будущее.
Из планет Солнечной системы: Меркурий и Венера видны на фоне вечерней зари в южных районах страны. Марс начинает утреннюю видимость, а Юпитер и Сатурн наблюдаются вечером и ночью. Уран и Нептун находятся на ночном небе. Подробные эфемериды и карты движения больших планет даются в печатной версии АК_2019 на http://www.astronet.ru/db/msg/1364101 . Эфемериды планет на каждый день имеются также на http://astropixels.com/ephemeris/ephemeris.html .
Из комет хвостатая странница Africano (C/2018 W2) движется по созвездию Андромеды и Пегаса с блеском около 9m. Карты путей комет и астероидов на месяц имеются в КН на сентябрь, а на другие периоды — в Астрономическом календаре на 2019 год. Подробные сведения о кометах недели и месяца (с картами и прогнозами блеска) приводятся на http://aerith.net/comet/weekly/current.html , а результаты наблюдений на http://195.209.248.207/ .
Из относительно ярких (до 9,0m фотографического блеска) долгопериодических переменных звезд (по данным AAVSO), наблюдаемых с территории нашей страны, максимума блеска достигнут: R Рыси 7,9m — 23 сентября, S Змеи 8,7m — 23 сентября, R Зайца 6,8m — 24 сентября, S Жирафа 8,1m — 27 сентября, U Кассиопеи 8,4m — 28 сентября, RS Геркулеса 7,9m — 29 сентября.
Некоторые близкие пары светил: Луна — Ясли (М44), Луна — Регул, Луна — Марс, Луна — Венера, Луна — Меркурий, Меркурий — Венера, Юпитер — Антарес, Сатурн — омикрон Стрельца, Уран — альфа Овна, Нептун — фи Водолея, Africano (C/2018 W2) — альфа Андромеды, P/SOHO (P/2008 Y12) альфа Весов.
Недельный обзор от журнала «Скай энд Телескоп», но нужно учитывать, что картинки даются для 40 северной широты, а положение Луны и планет на 7 часов позднее относительно московского времени!
Ясного неба и успешных наблюдений!
Это интересно! Предыдущее полное солнечное затмение имело место: 23 сентября — в 1699 году, 24 сентября — 0656 году, 25 сентября — в 1764 году, 26 сентября — в 1242 году, 27 сентября — в 1791 году, 28 сентября — в 1391 году, 29 сентября — в 1894 году. Больше всего (за прошедшие две тысячи лет) полных затмений в эти дни было 25 сентября (6 затмений), а меньше всего 24, 27 и 29 сентября (по 2 затмения). Your Guide to the 2017 Total Solar Eclipse
Сведения об астрономических явлениях прошлого и текущего столетий можно найти в Астрономическом календаре-справочнике на Астронет http://www.astronet.ru/db/msg/1388759 .
Меркурий. Планета перемещается в одном направлении с Солнцем по созвездию Девы, в конце недели сближаясь со звездой Спика до градуса. Меркурий виден на фоне вечерней зари в южных районах страны, но при ясном горизонте его можно попытаться обнаружить и в средних широтах. Элонгация планеты к концу недели увеличивается до 18 градусов. Угловые размеры Меркурия составляют около 5 секунд дуги при блеске, который уменьшается за неделю от -0,4m до -0,2m и фазе 0,9 — 0,85. В телескоп виден крохотный диск без деталей. Расстояние между Меркурием и Землей уменьшается от 1,34 до 1,29 а.е.. Положения планеты во время всех элонгаций 2019 года имеются в Астрономическом календаре на 2019 год . 11 ноября 2019 года Меркурий пройдет по диску Солнца. Космические исследования — Мессенджер. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/mercury2019.html
Венера. Планета движется в одном направлении с Солнцем по созвездию Девы. Венера имеет вечернюю видимость, и видна в южных районах страны в лучах заходящего Солнца. Благодаря своей яркости планета может быть найдена и в средних широтах (после захода Солнца) у самого горизонта. Элонгация планеты увеличивается до 12,5 градусов. Видимый диаметр Венеры составляет около 10 угловых секунд, а блеск имеет значение около -4m при фазе близкой к 1,0. Расстояние между Землей и Венерой уменьшается от 1,68 до 1,67 а.е.. Космические исследования — Венера-Экспресс. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/venus2019.html
Марс. Загадочная планета перемещается в одном направлении с Солнцем по созвездию Льва. Марс начинает утреннюю видимость и может быть найден в лучах восходящего Солнца у восточного горизонта. Блеск планеты придерживается значения +1,7m, а видимый диаметр составляет менее 4 секунд дуги. Это самый маленький видимый диаметр из всех ярких планет. Расстояние между Марсом и Землей уменьшается от 2,65 до 2,64 а.е.. Близкое к великому противостояние планеты наступит 13 октября 2020 года (Астрономический календарь на 2020 год). Видимый диаметр Марса в период противостояния будет достигать 22,6 угловых секунд! Космические исследования — MSL Curiosity. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/mars2019.html
Юпитер. Газовый гигант движется в одном направлении с Солнцем по созвездию Змееносца близ Антареса. Юпитер наблюдается вечером и ночью. Угловой диаметр планеты уменьшается до 36,0 секунд дуги при блеске -2,0m и расстоянии от Земли 5,39 — 5,48 а.е.. В небольшой телескоп можно разглядеть полосы на диске планеты (параллельно экватору) и другие детали, а также покрытия спутников планетой, затмения и прохождения их перед планетой. Конфигурации спутников Юпитера имеются в КН на сентябрь. Космические исследования — Галилео. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/jupiter2019.html
Сатурн. Окольцованная планета имеет прямое движение, перемещаясь по созвездию Стрельца близ трио звезд пи, омикрон и кси этого созвездия. Сатурн можно наблюдать на вечернем и ночном небе. Выше 69 параллели Сатурн не виден. Блеск планеты имеет значение +0,4m, а угловой диаметр составляет около 17 секунд дуги. В телескоп видно кольцо планеты и самый яркий спутник Титан (8m). Другие относительно яркие спутники Сатурна можно разглядеть в телескопы с диаметром объектива от 100 мм. Расстояние от Земли до Сатурна увеличивается от 9,75 до 9,85 а.е.. Космические исследования — Кассини. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/saturn2019.html
Уран. Планета (m= +5,8, d= 3,4 угл. сек.) движется попятно по созвездию Овна (близ звезды омикрон Psc (4,2m)). Уран наблюдается почти всю ночь. Расстояние между Землей и Ураном уменьшается за неделю от 19,01 до 18,96 а.е.. В отсутствии Луны и засветки при прозрачном небе планету можно найти невооруженным глазом. Диск планеты различим в инструмент с увеличением от 80 крат (при идеальных условиях) и выше Космические исследования — Вояджер-2. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/uranus2019.html
Нептун. Планета (m= +7,9, d= 2,3 угл. сек.) перемещается попятно по созвездию Водолея близ звезды фи Aqr (4,2m). Нептун можно наблюдать всю ночь. Диск планеты различим в инструмент с увеличением от 100 крат (при идеальных условиях) и выше. Расстояние между Землей и Нептуном увеличивается 28,95 до 28,98 а.е.. Космические исследования — Вояджер-2. Эфемериды планеты на каждый день имеются на http://astropixels.com/ephemeris/planets/neptune2019.html
Плутон. Карликовая планета или плутоид (+14,5m) находится в созвездии Стрельца (левее трио звезд пи, омикрон и кси Sgr) на расстоянии около 34 а.е. от Земли. Для визуальных наблюдений Плутона необходим телескоп с диаметром объектива от 250 мм (в периоды наилучшей видимости) и прозрачное небо, а идеальное место для его наблюдений — в экваториальной области Земли. Космические исследования — Новые Горизонты
Обзорные статьи о планетах и малых телах Солнечной системы — в журнале Небосвод 12 за 2008 год и 1 — 8 за 2009 год.
Дополнительно http://galspace.spb.ru (все о планетах) и http://astro.websib.ru (разнообразная справочная астроинформация)
Эфемериды некоторых астероидов недели на 0 часов всемирного времени (данные GUIDE 8.0)
Избранные астрономические явления недели
Время для явлений приводится всемирное. На сайте Сергея Гурьянова можно пользоваться веб-версией АК на 2019 год с общим обзором звездного неба и явлений сентября месяца. Сведения от других явлениях имеются в КН на сентябрь, Астрономическом календаре на 2019 год, Астрономическом календаре — справочнике и календаре Сalsky .
23 сентября, 07 часов 50 минут — Осеннее равноденствие.
24 сентября, утро — Луна (Ф= 0,2-) проходит через звездное скопление Ясли (М44).
25 сентября, утро — Долгопериодическая переменная звезда R Зайца близ максимума блеска (6m).
26 сентября, утро — Луна (Ф= 0,09-) проходит севернее Регула.
27 сентября, утро — Луна (Ф= 0,01-) близ Марса.
28 сентября, 02 часа 24 минуты — Луна (Ф= 0,01-) в перигее своей орбиты на расстоянии 357804 км от центра Земли.
28 сентября, 18 часов 27 минут — Новолуние.
29 сентября, вечер — Луна (Ф= 0,01+) близ Венеры.
Вид звездного неба в течение недели в средних широтах (масштаб вида планет в телескоп соблюден, север вверху):
Вид восточной и юго-восточной части полуночного неба 26 сентября в городах на широте Москвы.
Вид восточной и юго-восточной части неба за час до восхода Солнца 26 сентября в городах на широте Москвы.
Вид южной и юго-западной части неба через час после захода Солнца 26 сентября в городах на широте Москвы.
Источник