نقاط و خطوط کره سماوی - نحوه یافتن آلموکانتارات، از جایی که استوای آسمانی می گذرد، که نصف النهار آسمانی است.

کره آسمانی چیست

کره آسمانی- یک مفهوم انتزاعی، یک کره خیالی با شعاع بی نهایت، که مرکز آن ناظر است. در این حالت، مرکز کره آسمانی، همانطور که بود، در سطح چشمان ناظر قرار دارد (به عبارت دیگر، هر چیزی که از افقی به افق بالای سر خود می بینید، همین کره است). اما برای سهولت درک می توان مرکز کره آسمانی و مرکز زمین را در نظر گرفت؛ در این مورد اشتباهی وجود ندارد. موقعیت ستارگان، سیارات، خورشید و ماه بر روی کره در موقعیتی که در یک لحظه معین از زمان از یک نقطه معین از مکان ناظر در آسمان قابل مشاهده هستند ترسیم می شود.

به عبارت دیگر، اگرچه با مشاهده موقعیت ستارگان بر روی کره آسمانی، ما با حضور در نقاط مختلف کره زمین، با دانستن اصول "کارکرد" کره آسمانی، دائماً تصویر کمی متفاوت خواهیم دید. در آسمان شب ما به راحتی می توانیم با استفاده از فناوری ساده راه خود را پیدا کنیم. با دانستن نمای بالای سر در نقطه A، آن را با نمای آسمان در نقطه B مقایسه می کنیم و با انحراف نقاط دیدنی آشنا، می توانیم بفهمیم که اکنون دقیقاً کجا هستیم.

مردم از مدت‌ها قبل به این ایده رسیده‌اند کل خطابزارهایی که کار ما را آسان می کند. اگر به سادگی با استفاده از طول و عرض جغرافیایی در جهان "زمینی" حرکت کنید، یک سری کامل از عناصر مشابه - نقاط و خطوط، برای کره "آسمانی" - کره آسمانی نیز ارائه می شود.

کره آسمانی و موقعیت ناظر. اگر ناظر حرکت کند، کل کره ای که برای او قابل مشاهده است حرکت می کند.

عناصر کره آسمانی

کره سماوی دارای تعدادی نقطه، خطوط و دایره های مشخص است؛ اجازه دهید عناصر اصلی کره سماوی را در نظر بگیریم.

ناظر عمودی

ناظر عمودی- خط مستقیمی که از مرکز کره سماوی می گذرد و با جهت شاقول در نقطه ناظر منطبق است. اوج- نقطه تقاطع عمودی ناظر با کره آسمانی که بالای سر ناظر قرار دارد. سمت القدم- نقطه تقاطع عمود ناظر با کره آسمانی، در مقابل نقطه اوج.

افق واقعی- دایره بزرگی روی کره سماوی که صفحه آن عمود بر عمود ناظر است. افق واقعی کره آسمانی را به دو قسمت تقسیم می کند: نیمکره بالای افق، که در آن نقطه اوج قرار دارد و نیمکره زیر افقی، که در آن نادر قرار دارد.

محور زمین (محور زمین)- یک خط مستقیم که چرخش روزانه مرئی کره سماوی در اطراف آن رخ می دهد. محور جهان موازی با محور چرخش زمین است و برای ناظری که در یکی از قطب های زمین قرار دارد، با محور چرخش زمین منطبق است. چرخش ظاهری روزانه کره سماوی بازتابی از چرخش روزانه واقعی زمین حول محور خود است. قطب های سماوی نقاط تلاقی محور جهان با کره سماوی هستند. قطب آسمانی که در ناحیه صورت فلکی قرار دارد دب صغیر، تماس گرفت قطب شمال جهان، و قطب مخالف نامیده می شود قطب جنوب.

دایره ای بزرگ بر روی کره سماوی که صفحه آن عمود بر محور جهان است. صفحه استوای سماوی کره سماوی را به دو قسمت تقسیم می کند نیمکره شمالی، که در آن قطب شمال قرار دارد و نیمکره جنوبی، جایی که قطب جنوب در آن قرار دارد.

یا نصف النهار ناظر دایره ای بزرگ بر روی کره سماوی است که از قطب های جهان، اوج و نادر می گذرد. با صفحه نصف النهار زمینی ناظر منطبق است و کره آسمانی را به دو قسمت تقسیم می کند. شرقیو نیمکره غربی.

نقاط شمالی و جنوبی- نقطه تلاقی نصف النهار آسمانی با افق واقعی. نزدیکترین نقطه به قطب شمال جهان را نقطه شمالی افق واقعی C و نزدیکترین نقطه به قطب جنوب جهان را نقطه جنوبی S می نامند. نقاط شرق و غرب نقاطی هستند تقاطع استوای سماوی با افق واقعی

خط ظهر- یک خط مستقیم در صفحه افق واقعی که نقاط شمال و جنوب را به هم متصل می کند. این خط را نیمروز می نامند زیرا در ظهر طبق زمان واقعی خورشیدی محلی، سایه یک قطب عمودی با این خط منطبق است، یعنی با نصف النهار واقعی یک نقطه معین.

نقاط تلاقی نصف النهار آسمانی با استوای سماوی. نزدیکترین نقطه به نقطه جنوبی افق نامیده می شود نقطه جنوبی استوای سماوی، و نزدیکترین نقطه به نقطه شمالیافق، - نقطه شمالی استوای سماوی.

عمودی چراغ

عمودی چراغ، یا دایره ارتفاع، - دایره ای بزرگ بر روی کره آسمانی که از اوج و نادر و نور می گذرد. عمود اول عمودی است که از نقاط شرق و غرب می گذرد.

دایره انحرافی، یا ، دایره بزرگی است بر روی کره سماوی که از قطب های جهان و نور می گذرد.

دایره کوچکی بر روی کره سماوی که از طریق نوری موازی با صفحه استوای سماوی کشیده شده است. قابل رویت حرکت روزانهنورها با توجه به موازی های روزانه رخ می دهند.

چراغ های آلموکانتارات

چراغ های آلموکانتارات- دایره کوچکی بر روی کره سماوی که از طریق نور موازی با صفحه افق واقعی کشیده شده است.

تمام عناصر کره آسمانی ذکر شده در بالا به طور فعال برای حل مشکلات عملی جهت گیری در فضا و تعیین موقعیت نورها استفاده می شود. بسته به هدف و شرایط اندازه گیری، از دو سیستم مختلف استفاده می شود کروی مختصات آسمانی .

در یک منظومه نور نسبت به افق حقیقی جهت گیری شده و این منظومه نامیده می شود و در منظومه دیگر نسبت به استوای سماوی و نامیده می شود.

در هر یک از این منظومه ها، موقعیت ستاره بر روی کره آسمانی با دو کمیت زاویه ای مشخص می شود، همانطور که موقعیت نقاط روی سطح زمین با استفاده از طول و عرض جغرافیایی تعیین می شود.

§ 48. کره آسمانی. نقاط اساسی، خطوط و دایره های کره سماوی

کره سماوی کره ای به هر شعاع با مرکز در یک نقطه دلخواه در فضا است. بسته به فرمول مسئله، مرکز آن چشم ناظر، مرکز ابزار، مرکز زمین و غیره در نظر گرفته می شود.

اجازه دهید نقاط و دایره های اصلی کره سماوی را که مرکز آن چشم ناظر است در نظر بگیریم (شکل 72). بیایید یک خط شاقول از مرکز کره سماوی رسم کنیم. نقاط تلاقی شاقول با کره را اوج Z و نادر n می نامند.

برنج. 72.

صفحه ای که از مرکز کره سماوی عمود بر شاقول می گذرد نامیده می شود صفحه افق واقعیاین صفحه با تقاطع با کره سماوی دایره بزرگی به نام افق حقیقی را تشکیل می دهد. دومی کره آسمانی را به دو قسمت تقسیم می کند: بالای افق و زیر افق.

خط مستقیمی که از مرکز کره سماوی موازی با محور زمین می گذرد، محور mundi نامیده می شود. نقاط تلاقی محور جهان با کره سماوی نامیده می شود قطب های جهانیکی از قطب های منطبق با قطب های زمین، قطب شمال سماوی نامیده می شود و Pn نامیده می شود و دیگری قطب آسمانی جنوب Ps است.

صفحه QQ که از مرکز کره آسمانی عمود بر محور جهان می گذرد نامیده می شود. صفحه استوای سماویاین صفحه، در تقاطع با کره آسمانی، یک دایره بزرگ را تشکیل می دهد - استوای آسمانی،که کره سماوی را به دو قسمت شمالی و جنوبی تقسیم می کند.

دایره بزرگ کره سماوی که از قطب های آسمانی اوج و نادر می گذرد نامیده می شود. نصف النهار ناظر PN nPsZ. محور mundi، نصف النهار ناظر را به دو قسمت PN ZPs ظهر و PN nPs نیمه شب تقسیم می کند.

نصف النهار ناظر در دو نقطه با افق واقعی تلاقی می کند: نقطه شمالی N و نقطه جنوبی S. خط مستقیمی که نقاط شمال و جنوب را به هم متصل می کند نامیده می شود. خط ظهر

اگر از مرکز کره به نقطه N نگاه کنید، در سمت راست یک نقطه از شرق O st، و در سمت چپ - یک نقطه از غرب W وجود خواهد داشت. دایره های کوچک کره آسمانی aa، موازی با صفحه افق حقیقی نامیده می شوند آلموکانتارات ها؛ bb کوچک" موازی با صفحه استوای سماوی، - شباهت های آسمانی

دایره های زون کره سماوی که از نقطه اوج و نادر می گذرد نامیده می شود عمودی هاخط عمودی که از نقاط شرق و غرب می گذرد عمود اول نامیده می شود.

دایره های کره آسمانی PNoP ها که از قطب های جهان عبور می کنند نامیده می شوند دایره های انحراف

نصف النهار ناظر هم عمودی و هم دایره انحراف است. این کره آسمانی را به دو بخش - شرقی و غربی تقسیم می کند.

قطب آسمانی که در بالای افق (زیر افق) قرار دارد، قطب آسمانی مرتفع (پایین) نامیده می شود. نام قطب آسمانی مرتفع همیشه با نام عرض جغرافیایی محل یکی است.

محور جهان با صفحه افق حقیقی برابر با زاویه می سازد عرض جغرافیایی مکان

موقعیت نورها در کره آسمانی با استفاده از سیستم های مختصات کروی تعیین می شود. در نجوم دریایی از سیستم مختصات افقی و استوایی استفاده می شود.

ستارگان از زمین بسیار دور هستند. با رصد آنها حتی از طریق تلسکوپ، نمی توان تشخیص داد که کدام یک دورتر و کدام یک نزدیکتر است. هنگام مطالعه آسمان پرستاره، از یک مدل ریاضی از آسمان پرستاره استفاده می شود - کره آسمانی.

کره آسمانی یک کره خیالی با شعاع دلخواه با مرکز در نقطه مشاهده ای که اجرام آسمانی روی آن پرتاب می شوند نامیده می شود.

فاصله زاویه ای بین دو نقطه روی کره، زاویه بین شعاع های کشیده شده به این نقاط است. توجه داشته باشید که دایره ای که از تقاطع کره سماوی با صفحه ای که از مرکز کره می گذرد به دست می آید.دایره بزرگ و اگر هواپیما از مرکز عبور نکند -دایره کوچک .

پیامد چرخش زمین به دور محور خود، چرخش ظاهری کره آسمانی در جهت مخالف است. این به راحتی قابل تأیید است. در طول شب، ستارگان کمان هایی از دایره های متحدالمرکز (با یک محور مشترک) را توصیف می کنند، محوری که از نزدیکی ستاره قطبی (α دب صغیر) می گذرد. خود قطبی (متر= 2; از میدان یونانی - من می چرخم) تقریباً بی حرکت می ماند. برای بررسی دقیق تر حرکت ستارگان، لازم است با عناصر اساسی کره آسمانی آشنا شویم.

قطر کره سماوی که چرخش ظاهری آن به دور آن رخ می دهد نامیده می شودaxis mundi (PP′شکل 1 را ببینید).

محور جهان در دو نقطه کره سماوی را قطع می کند -قطب های جهان (از یونانینوار - محور ): شمالی (آر - در نزدیکی آن می توانید ستاره شمالی و جنوبی (R' - هیچ ستاره درخشانی در نزدیکی آن وجود ندارد). در سال 2000 فاصله زاویه ای بین قطب شمال و ستاره شمالیفقط 42 سال داشت. قطب نما ستاره قطب نما نامیده می شود زیرا نقطه عطفی است که جهت شمال را نشان می دهد.

استوای آسمانی دایره بزرگ کره سماوی عمود بر محور جهان نامیده می شود.

قطر کره سماوی که نیروی گرانش در طول آن عمل می کند و از نقطه مشاهده عبور می کند نامیده می شود.عمودی ، یاخط شاقول ( ZZ). نقاط تلاقی یک شاقول با کره سماوی هستنداوج (از عربیZemt Arrass - بالای مسیر ) وسمت القدم (از عربی -جهت پا ).

دایره بزرگ کره سماوی عمود بر عمود نامیده می شودریاضی ، یاواقعی، افق .

استوای سماوی کره سماوی را به نیمکره شمالی و جنوبی و افق را به نیمکره مرئی و نامرئی تقسیم می کند. نیمکره مرئی کره سماوی نیز نامیده می شودفلک .

دایره بزرگ کره آسمانی که از قطب های جهان - اوج و نادر - می گذرد نامیده می شود.نصف النهار آسمانی . افق با نصف النهار آسمانی در نقاط شمال تلاقی می کند (ن ) و جنوب (اس ، و با استوای سماوی - در نقاطی از شرق (E ) و غرب (دبلیو ) . قطر کره سماوی که نقاط شمال و جنوب را به هم متصل می کند نامیده می شودخط ظهر ( ن اس ).

فاصله زاویه ای نور از افق نامیده می شودارتفاع لامپ ساعت . به عنوان مثال، ارتفاع یک ستاره در اوج خود 90 درجه است.

در شکل 1 O - نقطه مشاهده،آر - قطب جهان،ن - نقطه شمالی،تی - مرکز زمین، وL - نقطه ای در استوای زمین. گوشهOTL برابر است با عرض جغرافیایی? نکته هادر باره ، و زاویهPONارتفاع قطب آسمان استساعت پ (یا ستاره شمالی که تقریباً همان چیزی است). محور جهان موازی با محور چرخش زمین و صفحه استوای سماوی با صفحه زمین موازی است.

بنابراین، ارتفاع قطب سماوی برابر با عرض جغرافیایی منطقه است: ساعت پ =φ .

در نقاط مختلف زمین، حرکت ستارگان در سراسر کره آسمانی متفاوت به نظر می رسد. برای یک ناظر در قطب سیاره ما، قطب آسمان در اوج است، محور جهان با عمود منطبق است. ستاره ها به صورت دایره ای موازی با افق حرکت می کنند. برخی از نورها همیشه قابل مشاهده هستند، برخی دیگر هرگز قابل مشاهده نیستند، در اینجا ستاره ها طلوع یا غروب نمی کنند و ارتفاع آنها همیشه یکسان است.

در خط استوای زمین، قطب های سماوی در افق قرار دارند و محور mundi با خط ظهر منطبق است. ستاره ها در دایره های عمود بر صفحه افق حرکت می کنند. همه ی نورها طلوع و غروب می کنند و نیمی از روز در آسمان هستند. اگر خورشید "تداخل" نمی کرد، در یک روز از استوای زمین می توان همه چیز را دید ستاره های درخشانآسمان.

با مشاهده آسمان از عرض های جغرافیایی میانی، متوجه خواهید شد که برخی از ستاره ها طلوع و غروب می کنند، در حالی که برخی دیگر اصلا غروب نمی کنند. ستارگانی نیز وجود دارند که هرگز در بالای افق ظاهر نمی شوند.

ستارگانی که در استوای آسمانی بالای افق قرار دارند، به اندازه ستاره های زیر آن زمان می گذرانند. خورشید در میان ستارگان حرکت می کند و خطی به نام را توصیف می کندeclitica دو بار در سال (در بهار - 20-21 مارس و در پاییز - 22-23 سپتامبر) در استوای آسمانی در نقاط اعتدال بهاری و پاییزی قرار دارد. در این زمان روز برابر با شب است.

هر ستاره دو بار در روز از نصف النهار آسمانی عبور می کند. پدیده عبور نورها از نصف النهار آسمانی نامیده می شوداوج گیری . که دراوج بالایی ارتفاع لامپ بالاترین، در پایین - کوچکترین است (شکل 2 را ببینید. 6 ). حرکت نورها بین نقاط اوج همسایه نیم روز طول می کشد. در قطب، ارتفاع ستاره در هر دو نقطه اوج یکسان است (شکل 3 را ببینید). در خط استوا، فقط نقطه اوج بالایی قابل مشاهده است، اما تمام نورها قابل مشاهده هستند (شکل 4 را ببینید). در عرض های جغرافیایی میانی زمین، هر دو نقطه اوج (اگر نه برای خورشید) برای ستارگان دور قطبی، برای دیگران (به ویژه، برای خورشید) فقط ستارگان بالایی، و برای ستارگانی که فرود نمی آیند - هیچ کدام قابل مشاهده است (نگاه کنید به). شکل 5). لحظه اوج بالای مرکز خورشید را ظهر واقعی و در پایین - شمال واقعی می نامند. در ظهر، سایه یک جسم عمودی در امتداد خط ظهر می افتد.

برای ساختن نقشه های ستاره ای، لازم است یک سیستم مختصات آسمانی معرفی شود. چندین سیستم از این دست در نجوم استفاده می شود که هر کدام برای حل مسائل مختلف علمی و عملی مناسب هستند. در این مورد از صفحات، دایره ها و نقاط خاص کره سماوی استفاده می شود. بر روی آن، موقعیت ستاره به طور منحصر به فرد توسط دو زاویه تعیین می شود. اگر (صفحه ای که این زوایا در آن و از آن رسم می شوند صفحه استوای سماوی باشد، سیستم مختصات نامیده می شود.استوایی . مختصات موجود در آن انحراف و صعود مستقیم نورها است.

انحراف δ فاصله زاویه ای ستاره از استوای سماوی است (شکل 7 را ببینید). انحراف در -90 درجه است< δ < 90° и принимается положительным в северном полушарии небесной сферы и отрицательным - в южной. Например, для точек на небесном экваторе δ = 0°, а для полюсов мира
,
.

در اطراف انحراف به دایره بزرگ کره آسمانی که از قطب های جهان و این نور می گذرد می گویند.

بالابر مستقیم (یاعروج راست ) α فاصله زاویه ای دایره انحراف نور از نقطه اعتدال بهاری است. این مختصات در جهت اندازه گیری می شود جهت مخالفچرخش کره سماوی و بر حسب واحد ساعتی بیان می شود. صعود راست در عرض 0 ساعت تغییر می کند.< α < 24 час. Всему кругу небесного экватора соответствует 24 часа (или, что то же самое, 360 °). Тогда 1 ч = 15 °, а 4 мин = 1 °. Например, α γ = 0 ساعت, α Ω = 12 ساعت

یکی از معروف ترین و ساده ترین منظومه های مختصات آسمانی افقی است. صفحه اصلی در آن افق ریاضی است و مختصات آن آزیموت استآ نورافکن ها و ارتفاع نورافکن ها در بالای افقساعت . نقطه ضعف سیستم افقی این است که مختصات نور به طور مداوم در حال تغییر است.

زمان ترتیب تغییر پدیده ها را تعیین می کند. نیاز به اندازه گیری و ذخیره زمان در آغاز تمدن بوجود آمد. برای این منظور از فرآیندهای دوره ای که در طبیعت رخ می دهند استفاده شد. حرکت سیاره ما باعث ایجاد حرکت مرئی منورها، به ویژه خورشید بر روی کره آسمانی می شود که ما آن را مشاهده می کنیم. قدیمی ترین واحد زمان روز است که مدت زمان آن با چرخش زمین به دور محورش تعیین می شود.

فاصله زمانی بین دو نقطه اوج بالای (یا پایین) متوالی مرکز خورشید نامیده می شودروزهای واقعی (یا روزهای واقعی خورشیدی) .

مدت زمان چرخش کامل خورشید در امتداد دایره البروج یک واحد زمان در نجوم است.سال گرمسیری فاصله زمانی بین دو گذر متوالی از مرکز قرص خورشیدی از اعتدال بهاری است. سال گرمسیری تقریباً 365.2422 روز طول می کشد. در زندگی روزمره از سال تقویمی استفاده می کنند که تقریباً برابر با سال گرمسیری است.

ثابت شده است که زمین به طور ناهموار به دور خورشید می چرخد. بنابراین، طول روز واقعی خورشیدی به صورت دوره‌ای تغییر می‌کند، هرچند فقط اندکی. در زمستان طولانی تر، در تابستان کوتاه تر است. طولانی ترین روز واقعی خورشیدی حدود 51 ثانیه بیشتر از کوتاه است. برای رفع این ناراحتی در اندازه گیری زمان، استفاده کنیدبه معنای خورشید استوایی - نقطه خیالی که به طور یکنواخت در امتداد دایره البروج حرکت می کند و می سازد نوبت کاملبا توجه به آن برای سال گرمسیری. فاصله زمانی بین دو نقطه اوج متوالی خورشید متوسط ​​استوایی نامیده می شودمتوسط ​​روز (یا متوسط ​​روز خورشیدی). متوسط ​​روز خورشیدی در لحظه اوج پایین تر خورشید متوسط ​​استوایی آغاز می شود. خورشید متوسط ​​استوایی یک نقطه ساختگی است که به هیچ وجه در آسمان مشخص نشده است. بنابراین مشاهده حرکت آن غیر ممکن است و برای تعیین مختصات آن محاسبات لازم انجام می شود.

اندازه گیری زمان در یک روز خورشیدی به طول جغرافیایی بستگی دارد. برای همه نقاط یک نصف النهار معین، زمان یکسان است، اما با زمان محلی در سایر نصف النهارها متفاوت است. به عنوان مثال، اگر ما شمال را بر اساس زمان محلی داشته باشیم (یعنی روز شروع می شود)، در نصف النهار مخالف طبق زمان محلی آنها از قبل ظهر است. در سال 1884، بسیاری از کشورها سیستم زمانی منطقه ای را معرفی کردند. سطح زمین به 24 منطقه زمانی تقسیم شد. که درهر یک از آنها نصف النهار اصلی است که زمان محلی آن T است n در نظر گرفتنکمر زمان کل کمربند فاصله بین نصف النهارهای اصلی همسایهمناطق 15 درجه یا 1 ساعت. برای راحتی، از مرزهای منطقه زمانی عبور می کندمرزهای ایالتی و اداری و در دریاهای مناطق کم جمعیت در امتداد نصف النهارهایی که 7.5 درجه به سمت شرق و 7.5 درجه به سمت غرب از مناطق اصلی فاصله دارند.

نصف النهار گرینویچ (از رصدخانه سابق گرینویچ در نزدیکی لندن می گذرد، زیرا اکنون به مکان دیگری منتقل شده است) اصلی ترین منطقه زمانی صفر است. بیشتر در شرق، مناطق از 1 تا 23 شماره گذاری شده اند. اوکراین در منطقه زمانی دوم قرار دارد. زمان تی 0 منطقه زمانی صفر نامیده می شودزمان جهانی (یا اروپای غربی). نسبت منصفانه: T n = تی 0 + n ، جایی کهn - شماره منطقه زمانی

زمان استاندارد در برخی مناطق زمانی نام‌های خاصی دارد.اروپایی (یا اروپای مرکزی) زمان اولین منطقه زمانی است،اروپای شرقی - دومین.

برخی کشورها برای استفاده موثر از نور خورشید و صرفه جویی در مصرف انرژی، زمان تابستانی را معرفی می کنند که هرساله در آخرین یکشنبه ماه مارس ساعت 2:00 با جلو بردن ساعت ها یک ساعت به جلو آغاز می شود. در ساعت 3 صبح آخرین یکشنبه سپتامبر، ساعت ها یک ساعت به عقب کشیده می شوند و به وقت تابستانی پایان می دهند.

مشخص است که واحد پایه زمان در SI دوم است. قبلاً 1/86400 از یک روز خورشیدی به عنوان یک ثانیه در نظر گرفته می شد. پس از کشف تغییرات در طول روز خورشیدی، مشکل یافتن مقیاس زمانی جدید به وجود آمد. در سال 1967، در کنفرانس بین المللی وزن ها و اندازه ها، واحد زمان توسط ثانیه اتمی به تصویب رسید - زمانی برابر با 9192631770 دوره تابش مربوط به انتقال بین دو سطح فوق ریز از حالت پایه اتم سزیم-133. مقیاس زمانی اتمی بر اساس داده‌های ساعت‌های اتمی سزیمی است که در برخی از رصدخانه‌ها و آزمایشگاه‌های زمان موجود است. ساعت های اتمی بسیار دقیق هستند - آنها در یک میلیون سال یک ثانیه خطا می کنند.

محتوای مقاله

کره آسمانی.وقتی آسمان را رصد می کنیم، به نظر می رسد که تمام اجرام نجومی روی سطحی گنبدی شکل قرار گرفته اند که ناظر در مرکز آن قرار دارد. این گنبد خیالی نیمه بالایی یک کره خیالی به نام «کره آسمانی» را تشکیل می دهد. نقش اساسی در نشان دادن موقعیت اجرام نجومی دارد.

محور چرخش زمین تقریباً 23.5 درجه نسبت به عمود بر صفحه مدار زمین (به صفحه دایره البروج) کج می شود. تقاطع این صفحه با کره سماوی یک دایره - دایره البروج، مسیر ظاهری خورشید بیش از یک سال را می دهد. جهت محور زمین در فضا تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. بنابراین، هر سال در ماه ژوئن، زمانی که انتهای شمالی محور به سمت خورشید متمایل می شود، در نیمکره شمالی در آسمان بالا می رود، جایی که روزها طولانی و شب ها کوتاه می شوند. پس از حرکت به سمت مخالف مدار در ماه دسامبر، معلوم شد که زمین توسط نیمکره جنوبی به سمت خورشید می چرخد ​​و در شمال ما روزها کوتاه و شب ها طولانی می شود. سانتی متر. همچنینفصل ها .

با این حال، تحت تأثیر گرانش خورشیدی و ماه، جهت محور زمین به تدریج تغییر می کند. حرکت اصلی محور که در اثر تأثیر خورشید و ماه بر برآمدگی استوایی زمین ایجاد می شود، تقدیم نامیده می شود. در نتیجه تقدیم، محور زمین به آرامی حول یک عمود بر صفحه مداری می چرخد ​​و مخروطی را با شعاع 23.5 درجه در طول 26 هزار سال توصیف می کند. به همین دلیل، پس از چند قرن، قطب دیگر نزدیک ستاره شمالی نخواهد بود. علاوه بر این، محور زمین دچار نوسانات کوچکی به نام nutation می شود که با بیضی بودن مدارهای زمین و ماه همراه است و همچنین با این واقعیت که صفحه مدار ماه کمی متمایل به صفحه زمین است. مدار.

همانطور که می دانیم، ظاهر کره آسمانی در طول شب به دلیل چرخش زمین به دور محور خود تغییر می کند. اما حتی اگر آسمان را به طور همزمان در طول سال رصد کنید، ظاهر آن به دلیل چرخش زمین به دور خورشید تغییر می کند. برای یک مدار کامل 360 درجه، زمین به تقریباً نیاز دارد. 365 1/4 روز - تقریباً یک درجه در روز. به هر حال، یک روز یا به طور دقیق تر یک روز خورشیدی، زمانی است که در طی آن زمین یک بار به دور محور خود نسبت به خورشید می چرخد. این شامل مدت زمانی است که برای چرخش زمین نسبت به ستارگان طول می‌کشد («روز غیر طبیعی»)، به علاوه زمان کوتاهی - حدود چهار دقیقه - که برای جبران حرکت مداری زمین به میزان یک درجه در روز لازم است. بنابراین، در یک سال تقریبا. 365 1/4 روز شمسی و تقریبا. 366 1/4 ستاره.

هنگامی که از نقطه خاصی روی زمین مشاهده می شود، ستارگان واقع در نزدیکی قطب ها یا همیشه بالای افق هستند یا هرگز از آن بالا نمی آیند. همه ستارگان دیگر طلوع و غروب می کنند و هر روز طلوع و غروب هر ستاره 4 دقیقه زودتر از روز قبل رخ می دهد. برخی از ستاره ها و صورت های فلکی در زمستان در شب در آسمان طلوع می کنند - ما آنها را "زمستان" می نامیم، در حالی که برخی دیگر "تابستان" هستند.

بنابراین، ظاهر کره آسمانی با سه بار تعیین می شود: زمان روز مرتبط با چرخش زمین. زمان سال مرتبط با انقلاب به دور خورشید؛ دورانی مرتبط با سبقت (اگرچه تأثیر دوم حتی در 100 سال به سختی "با چشم" قابل توجه است).

دستگاه های مختصات.

راه های مختلفی برای نشان دادن موقعیت اجسام بر روی کره آسمانی وجود دارد. هر کدام از آنها برای نوع خاصی از کار مناسب هستند.

سیستم آلت آزیموت

برای نشان دادن موقعیت یک جسم در آسمان نسبت به اجرام زمینی که ناظر را احاطه کرده اند، از سیستم مختصات آلت آزیموت یا افقی استفاده می شود. این نشان دهنده فاصله زاویه ای یک جسم بالای افق به نام "ارتفاع" و همچنین "آزیموت" آن است - فاصله زاویه ای در امتداد افق از یک نقطه معمولی تا نقطه ای که مستقیماً زیر جسم قرار دارد. در نجوم، آزیموت از نقطه جنوب به غرب، و در ژئودزی و ناوبری - از نقطه شمال به شرق اندازه گیری می شود. بنابراین، قبل از استفاده از آزیموت، باید دریابید که در کدام سیستم نشان داده شده است. نقطه ای در آسمان که دقیقاً بالای سر شما قرار دارد 90 درجه ارتفاع دارد و اوج نامیده می شود و نقطه مقابل آن (زیر پای شما) را «نادیر» می گویند. برای بسیاری از مشکلات، دایره بزرگ کره آسمانی که "نصف النهار آسمانی" نامیده می شود، مهم است. از اوج و نادر و قطب های جهان می گذرد و در نقاط شمال و جنوب از افق عبور می کند.

سیستم استوایی.

به دلیل چرخش زمین، ستارگان دائماً نسبت به افق و نقاط اصلی حرکت می کنند و مختصات آنها در منظومه افقی تغییر می کند. اما برای برخی از مشکلات نجومی، سیستم مختصات باید مستقل از موقعیت ناظر و زمان روز باشد. چنین سیستمی "استوایی" نامیده می شود. مختصات آن شبیه طول و عرض جغرافیایی است. در آن، صفحه استوای زمین، که تا تقاطع با کره آسمانی گسترش یافته است، دایره اصلی - "استوای آسمانی" را تعریف می کند. "انحراف" یک ستاره شبیه عرض جغرافیایی است و با فاصله زاویه ای آن در شمال یا جنوب استوای سماوی اندازه گیری می شود. اگر ستاره دقیقاً در نقطه اوج قابل مشاهده باشد، عرض جغرافیایی محل رصد برابر با انحراف ستاره است. طول جغرافیایی مربوط به "عروج راست" ستاره است. در شرق نقطه تلاقی دایره البروج با استوای سماوی اندازه گیری می شود که خورشید در ماه مارس در روز آغاز بهار در نیمکره شمالی و پاییز در جنوب از آن می گذرد. این نقطه که برای نجوم مهم است، "نقطه اول برج حمل" یا "نقطه اعتدال بهاری" نامیده می شود و با علامت مشخص می شود. مقادیر صعود راست معمولاً بر حسب ساعت و دقیقه داده می شود و 24 ساعت را برابر با 360 درجه در نظر می گیریم.

هنگام رصد با تلسکوپ از سیستم استوایی استفاده می شود. این تلسکوپ به گونه ای نصب شده است که بتواند از شرق به غرب حول محوری به سمت قطب آسمان بچرخد و در نتیجه چرخش زمین را جبران کند.

سیستم های دیگر

برای برخی اهداف، سیستم های مختصات دیگری در کره آسمانی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال هنگام مطالعه حرکت اجسام در منظومه شمسی از سیستم مختصاتی استفاده می کنند که صفحه اصلی آن صفحه مدار زمین است. ساختار کهکشان در یک سیستم مختصات مورد مطالعه قرار می گیرد که صفحه اصلی آن صفحه استوایی کهکشان است که در آسمان با دایره ای که در امتداد کهکشان راه شیری می گذرد نشان داده شده است.

مقایسه سیستم های مختصات.

مهمترین جزئیات سیستم های افقی و استوایی در شکل ها نشان داده شده است. در جدول، این سیستم ها با سیستم مختصات جغرافیایی مقایسه شده اند.

جدول: مقایسه سیستم های مختصات

مقایسه سیستم های مختصات
مشخصه	سیستم آلت آزیموت	سیستم استوایی	سیستم جغرافیایی
دایره اصلی	افق	استوای آسمانی	استوا
لهستانی ها	اوج و نادر	قطب شمال و جنوب جهان	قطب شمال و جنوب
فاصله زاویه ای از دایره اصلی	ارتفاع	انحطاط	عرض جغرافیایی
فاصله زاویه ای در امتداد دایره پایه	آزیموت	عروج راست	طول جغرافیایی
نقطه مرجع روی دایره اصلی	نقطه جنوبی در افق (در ژئودزی – نقطه شمالی)	نقطه اعتدال بهاری	تقاطع با نصف النهار گرینویچ

انتقال از یک سیستم به سیستم دیگر.

اغلب نیاز به محاسبه مختصات استوایی آن از روی مختصات alt-azimuthal یک ستاره وجود دارد و بالعکس. برای این کار باید لحظه رصد و موقعیت ناظر روی زمین را دانست. از نظر ریاضی، مشکل با استفاده از یک مثلث کروی با رئوس در نقطه اوج، قطب شمال آسمان و ستاره X حل می شود. به آن "مثلث نجومی" می گویند.

زاویه راس در قطب شمال سماوی بین نصف النهار ناظر و جهت به نقطه ای از کره سماوی را «زاویه ساعتی» این نقطه می گویند. در غرب نصف النهار اندازه گیری می شود. زاویه ساعت اعتدال بهاری، که بر حسب ساعت، دقیقه و ثانیه بیان می‌شود، در نقطه مشاهده «زمان نادر» (Si. T. - زمان بی‌درستی) نامیده می‌شود. و از آنجایی که عروج راست یک ستاره نیز زاویه قطبی بین جهت به سمت آن و نقطه اعتدال بهاری است، زمان جانبی برابر است با صعود راست تمام نقاط واقع در نصف النهار ناظر.

بنابراین، زاویه ساعت هر نقطه از کره آسمانی برابر است با اختلاف زمان غیر واقعی و صعود راست آن:

بگذارید عرض جغرافیایی ناظر باشد j. اگر مختصات استوایی ستاره داده شود آو د، سپس مختصات افقی آن آو با استفاده از فرمول های زیر قابل محاسبه است:

شما همچنین می توانید مشکل معکوس را حل کنید: با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده آو ساعت، با دانستن زمان، محاسبه کنید آو د. انحطاط دمستقیماً از آخرین فرمول محاسبه می شود، سپس از فرمول ماقبل آخر محاسبه می شود نو از اول در صورت معلوم بودن زمان سایدریال محاسبه می شود آ.

بازنمایی کره آسمانی.

قرن هاست که دانشمندان در حال جستجو بوده اند بهترین راه هانمایش هایی از کره سماوی برای مطالعه یا نمایش آن. دو نوع مدل پیشنهاد شد: دو بعدی و سه بعدی.

کره آسمانی را می توان در یک هواپیما به همان شکلی که زمین کروی در نقشه ها به تصویر کشیده شده است، به تصویر کشید. در هر دو مورد، انتخاب یک سیستم طرح ریزی هندسی ضروری است. اولین تلاش برای نمایش بخش هایی از کره آسمانی در یک هواپیما، نقاشی های صخره ای از پیکربندی ستاره ها در غارهای مردم باستان بود. امروزه نقشه‌های ستاره‌ای مختلفی وجود دارد که به صورت اطلس‌های ستاره‌ای با دست یا عکاسی منتشر شده‌اند که کل آسمان را پوشش می‌دهند.

اخترشناسان چینی و یونانی باستان کره آسمانی را در مدلی به نام "کره نظامی" تصور کردند. از دایره ها یا حلقه های فلزی تشکیل شده است که به یکدیگر متصل شده اند تا مهمترین دایره های کره آسمانی را نشان دهند. امروزه اغلب از کره های ستاره ای استفاده می شود که موقعیت ستارگان و دایره های اصلی کره آسمانی روی آنها مشخص شده است. کره‌های ارتشی و کره‌ها یک اشکال مشترک دارند: موقعیت ستارگان و نشانه‌های دایره‌ها در سمت بیرونی و محدب آنها مشخص شده است که ما از بیرون به آن نگاه می‌کنیم، در حالی که ما به آسمان "از داخل" نگاه می‌کنیم. به نظر ما ستاره ها در سمت مقعر کره سماوی قرار گرفته اند. این گاهی منجر به سردرگمی در جهت حرکت ستاره ها و شکل های صورت فلکی می شود.

واقعی ترین نمایش کره آسمانی توسط یک سیاره نما ارائه شده است. پرتاب نوری ستارگان بر روی یک صفحه نیمکره از داخل به شما این امکان را می دهد که ظاهر آسمان و انواع حرکات نورهای بر روی آن را با دقت زیادی بازتولید کنید.

کره سماوی یک کره خیالی با شعاع دلخواه است که مرکز آن در نقطه مشاهده قرار دارد (شکل 1). صفحه ای که از مرکز کره سماوی عمود بر یک خط عمودی نسبت به سطح زمین کشیده شده است، دایره بزرگی را در محل تقاطع با کره آسمانی تشکیل می دهد که به آن افق ریاضی یا حقیقی می گویند.
خط شاقول با کره سماوی در دو نقطه کاملاً متضاد - اوج Z و نادر Z' قطع می شود. نقطه اوج دقیقا بالای سر ناظر قرار دارد، نادر توسط سطح زمین پنهان شده است.
چرخش روزانه کره سماوی بازتابی از چرخش زمین است و حول محور زمین نیز اتفاق می افتد اما در جهت مخالف یعنی از شرق به غرب. محور چرخش کره سماوی که با محور چرخش زمین منطبق است، محور جهان نامیده می شود.
قطب شمال سماوی P به سمت ستاره شمالی (0 درجه 51 از ستاره شمالی) هدایت می شود. قطب جنوب آسمان P' در بالای افق نیمکره جنوبی قرار دارد و از نیمکره شمالی قابل مشاهده نیست.

عکس. 1. تقاطع استوای آسمانی و نصف النهار آسمانی با افق واقعی

دایره بزرگ کره سماوی که صفحه آن عمود بر محور جهان است را استوای سماوی می گویند که منطبق بر صفحه استوای زمین است. استوای آسمانی کره آسمانی را به دو نیمکره شمالی و جنوبی تقسیم می کند. استوای سماوی در دو نقطه با افق حقیقی تلاقی می کند که به آنها نقاط شرق شرقی و غربی غربی می گویند.
به دایره بزرگ کره آسمانی که از قطب آسمان (PP')، اوج و نادر (ZZ') می گذرد، نصف النهار آسمانی می گویند که به شکل نصف النهار (جغرافیایی) زمین در سطح زمین منعکس می شود. نصف النهار آسمانی کره آسمانی را به شرق و غرب تقسیم می کند و در دو نقطه کاملاً متضاد - نقطه جنوبی (S) و نقطه شمالی (N) با افق واقعی تلاقی می کند.
خط مستقیمی که از نقاط جنوب و شمال می گذرد و خط تلاقی صفحه افق حقیقی با صفحه نصف النهار سماوی است، خط ظهر نامیده می شود.
نیم دایره بزرگی که از قطب های زمین و هر نقطه از سطح آن می گذرد نصف النهار این نقطه نامیده می شود. نصف النهار عبوری از رصدخانه گرینویچ، رصدخانه اصلی بریتانیا، نصف النهار اول یا اول نامیده می شود. نصف النهار اول و نصف النهار که 180 درجه از صفر فاصله دارد، سطح زمین را به دو نیمکره - شرقی و غربی - تقسیم می کنند.
دایره بزرگ کره سماوی که صفحه آن با صفحه مدار زمین به دور خورشید منطبق است، صفحه دایره البروج نامیده می شود. خط تقاطع کره سماوی با صفحه دایره البروج را خط دایره البروج یا به سادگی دایره البروج می نامند (شکل 3.2). Ecliptic یک کلمه یونانی است و در ترجمه به معنای کسوف است. این دایره به این دلیل نامگذاری شد که خورشید و ماه گرفتگی زمانی رخ می دهد که هر دو نور نزدیک به صفحه دایره البروج هستند. برای یک ناظر روی زمین، حرکت سالانه قابل مشاهده خورشید در امتداد دایره البروج رخ می دهد. خطی عمود بر صفحه دایره البروج که از مرکز کره سماوی می گذرد، قطب شمال (N) و جنوب (S') دایره البروج را در نقاط تقاطع با آن تشکیل می دهد.
خط تقاطع صفحه دایره البروج با صفحه استوای سماوی سطح کره زمین را در دو نقطه کاملاً متضاد به نام نقاط اعتدال بهاری و پاییزی قطع می کند. نقطه اعتدال بهاری معمولاً (برج حمل) تعیین می شود ، نقطه اعتدال پاییزی - (ترازو). خورشید در این نقاط به ترتیب در 21 مارس و 23 سپتامبر ظاهر می شود. این روزها روی زمین، روز برابر با شب است. نقاط دایره البروج که 90 درجه از نقاط اعتدال فاصله دارند، انقلاب نامیده می شوند (22 ژوئیه - تابستان، 23 دسامبر - زمستان).
صفحه استوای سماوی با زاویه 23 درجه و 27 دقیقه به صفحه دایره البروج متمایل است. تمایل دایره البروج به استوا ثابت نمی ماند. در سال 1896، هنگام تأیید ثابت های نجومی، تصمیم گرفته شد که میل دایره البروج را برابر با 23 درجه و 27 دقیقه 8.26 در نظر بگیریم.
به دلیل تأثیر نیروهای گرانشی خورشید و ماه بر روی زمین، به تدریج از 22 درجه و 59 دقیقه به 24 درجه و 36 دقیقه تغییر می کند.

برنج. 2. صفحه دایره البروج و تلاقی آن با صفحه استوای سماوی.
سیستم های مختصات آسمانی
برای تعیین مکان یک جرم آسمانی، از یک یا آن سیستم مختصات آسمانی استفاده می شود. بسته به اینکه کدام یک از دایره های کره سماوی برای ساخت شبکه مختصات انتخاب شود، به این سیستم ها سیستم مختصات دایره البروج یا منظومه استوایی می گویند. برای تعیین مختصات روی سطح زمین از سیستم مختصات جغرافیایی استفاده می شود. بیایید تمام سیستم های فوق را در نظر بگیریم.
سیستم مختصات دایره البروج.

سیستم مختصات دایره البروج اغلب توسط ستاره شناسان استفاده می شود. این سیستم در تمام اطلس های باستانی تعبیه شده است آسمان پرستاره. سیستم دایره البروج بر روی صفحه دایره البروج ساخته شده است. موقعیت یک جرم آسمانی در این منظومه توسط دو مختصات کروی - طول جغرافیایی دایروی (یا به سادگی طول جغرافیایی) و عرض جغرافیایی دایروی تعیین می شود.
طول دایره البروج L از صفحه ای که از قطب های دایره البروج و اعتدال بهاری در جهت حرکت سالانه خورشید می گذرد اندازه گیری می شود، یعنی. با توجه به سیر علائم زودیاک (شکل 3.3). طول جغرافیایی از 0 درجه تا 360 درجه اندازه گیری می شود.
عرض جغرافیایی دایره البروج B فاصله زاویه ای از دایره البروج به سمت قطب ها است. مقدار B به سمت قطب شمال دایره البروج مثبت و به سمت جنوب منفی است. اندازه گیری از 90+ تا 90- درجه.

شکل 3. سیستم مختصات آسمانی دایره البروج.

سیستم مختصات استوایی

سیستم مختصات استوایی نیز گاهی توسط ستاره شناسان استفاده می شود. این منظومه بر روی استوای آسمانی که با استوای زمین منطبق است ساخته شده است (شکل 4). موقعیت یک جرم آسمانی در این منظومه با دو مختصات تعیین می شود - صعود راست و انحراف.
معراج راست از اعتدال بهاری 0 درجه در جهت مخالف چرخش روزانه کره سماوی اندازه گیری می شود. یا در محدوده 0 تا 360 درجه و یا در واحدهای زمانی - از 0 ساعت اندازه گیری می شود. تا 24 ساعت انحطاط؟ زاویه بین استوای سماوی و قطب است (مشابه عرض جغرافیایی در منظومه دایره البروج) و از 90- تا 90+ اندازه گیری می شود.

شکل 4. سیستم مختصات آسمانی استوایی

سیستم مختصات جغرافیایی

با طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی تعیین می شود. در طالع بینی برای مختصات محل تولد استفاده می شود.
طول جغرافیایی؟ اندازه گیری از نصف النهار گرینویچ با علامت + به شرق و - به غرب از - 180 درجه تا + 180 درجه (شکل 3.5). گاهی اوقات طول جغرافیایی بر حسب واحد زمان از 0 تا 24 ساعت اندازه گیری می شود و آن را در شرق گرینویچ می شمارند.
عرض جغرافیایی؟ در امتداد نصف النهارها در جهت قطب های جغرافیایی با علامت + به سمت شمال، با علامت - جنوب خط استوا اندازه گیری می شود. عرض جغرافیایی یک مقدار از - 90 درجه تا + 90 درجه می گیرد.

شکل 5. مختصات جغرافیایی

تقدم
ستاره شناسان باستان معتقد بودند که محور چرخش زمین نسبت به کره ستاره ای ثابت است، اما هیپارکوس (160 قبل از میلاد) کشف کرد که نقطه اعتدال بهاری به آرامی به سمت حرکت سالانه خورشید حرکت می کند، یعنی. در برابر سیر صورت های فلکی زودیاک. به این پدیده تقدم گفته می شود.
جابجایی 50'3.1 اینچ در سال است. نقطه اعتدال بهاری یک دایره کامل را در 25729 سال کامل می کند، یعنی. 1 درجه تقریباً در 72 سال می گذرد. نقطه مرجع در کره سماوی قطب شمال آسمان است. به دلیل تقدیم، به آرامی در میان ستارگان اطراف قطب دایره البروج در امتداد دایره ای به شعاع کروی 23 درجه و 27 دقیقه حرکت می کند. این روزها روز به روز به ستاره شمالی نزدیکتر می شود.
اکنون فاصله زاویه ای بین قطب شمال و ستاره شمال 57 دقیقه است. این ستاره در سال 2000 به نزدیکترین فاصله خود (28 دقیقه) خواهد رسید و پس از 12000 سال به درخشان ترین ستاره در نیمکره شمالی، وگا، نزدیک خواهد شد.
اندازه گیری زمان
مسئله اندازه گیری زمان در طول تاریخ توسعه بشر حل شده است. تصور مفهومی پیچیده تر از زمان دشوار است. بزرگترین فیلسوف دنیای باستانارسطو چهار قرن قبل از میلاد می‌نویسد که در میان ناشناخته‌های طبیعت اطراف ما، ناشناخته‌ترین ناشناخته زمان است، زیرا هیچ‌کس نمی‌داند زمان چیست و چگونه آن را کنترل کند.
اندازه گیری زمان بر اساس چرخش زمین به دور محور خود و چرخش آن به دور خورشید است. این فرآیندها پیوسته و دارای دوره های نسبتاً ثابتی هستند که به آنها اجازه می دهد به عنوان واحدهای طبیعی زمان استفاده شوند.
با توجه به بیضی بودن مدار زمین، حرکت زمین در امتداد آن با سرعتی ناهموار و در نتیجه سرعت حرکت ظاهری خورشید در امتداد دایره البروج نیز به صورت ناهموار رخ می دهد. همه منورها دو بار در حرکت ظاهری خود در طول روز از نصف النهار آسمانی عبور می کنند. تقاطع نصف النهار آسمانی توسط مرکز نور را نقطه اوج نور می نامند (کلمیناسیون یک کلمه لاتین است و در ترجمه به معنای "بالا" است). اوج بالایی و پایینی نورافکن وجود دارد. فاصله زمانی بین اوج گیری را نیم روز می گویند. لحظه اوج گیری بالای مرکز خورشید را ظهر واقعی و لحظه پایین را نیمه شب واقعی می نامند. هر دو نقطه اوج بالا و پایین می توانند به عنوان آغاز یا پایان دوره زمانی (روزها) که ما به عنوان یک واحد انتخاب کرده ایم باشد.
اگر مرکز خورشید واقعی را به عنوان نقطه اصلی برای تعیین طول روز انتخاب کنیم، یعنی. مرکز قرص خورشیدی که در کره سماوی می بینیم، واحدی از زمان به نام روز خورشیدی واقعی را دریافت می کنیم.
هنگام انتخاب خورشید به اصطلاح متوسط ​​استوایی به عنوان نقطه اصلی، i.e. از نقطه ای فرضی که در امتداد استوا با سرعت حرکت خورشید در امتداد دایره البروج حرکت می کند، واحدی از زمان به نام میانگین روز خورشیدی را بدست می آوریم.
اگر هنگام تعیین طول روز نقطه اعتدال بهاری را به عنوان نقطه اصلی انتخاب کنیم، واحدی از زمان را به دست می‌آوریم که به آن روز نادری می‌گویند. روز شمسی 3 دقیقه کوتاهتر از روز شمسی است. 56.555 ثانیه روز بیدریال محلی بازه زمانی از لحظه اوج گیری بالای نقطه قوچ در نصف النهار محلی تا یک نقطه زمانی معین است. در یک منطقه خاص، هر ستاره همیشه در همان ارتفاع بالای افق به اوج خود می رسد، زیرا فاصله زاویه ای آن از قطب آسمان و از استوای سماوی تغییر نمی کند. از سوی دیگر خورشید و ماه ارتفاعی را که در آن به اوج خود می رسند تغییر می دهند. فواصل بین اوج ستارگان چهار دقیقه کمتر از فواصل بین اوج های خورشید است. در طول روز (زمان یک چرخش کره آسمانی)، خورشید موفق می شود نسبت به ستارگان به سمت شرق حرکت کند - در جهت مخالف چرخش روزانه آسمان، در فاصله حدود 1 درجه، زیرا کره آسمانی در 24 ساعت یک چرخش کامل (360 درجه) انجام می دهد (15 درجه - در 1 ساعت، 1 درجه در 4 دقیقه).
اوج ماه هر روز 50 دقیقه به تأخیر می افتد، زیرا ماه تقریباً یک چرخش در هر ماه انجام می دهد تا به چرخش آسمان برسد.
در آسمان پر ستاره، سیارات مانند ماه و خورشید مکان ثابتی را اشغال نمی کنند، بنابراین، در نمودار ستاره، و همچنین در نقشه های کیهان و طالع بینی، موقعیت خورشید، ماه و سیارات فقط می تواند نشان داده شود. برای یک مقطع زمانی خاص
زمان استاندارد. زمان استاندارد (Tp) هر نقطه را میانگین محلی می نامند زمان خورشیدینصف النهار اصلی جغرافیایی منطقه زمانی که این نقطه در آن قرار دارد. برای راحتی تعیین زمان، سطح زمین توسط 24 نصف النهار تقسیم می شود - هر یک از آنها دقیقاً 15 درجه در طول جغرافیایی از همسایه خود قرار دارد. این نصف النهارها 24 منطقه زمانی را تعریف می کنند. مرزهای مناطق زمانی 7.5 درجه شرقی و غربی از هر یک از نصف النهارهای مربوطه قرار دارند. زمان همان منطقه در هر لحظه برای تمام نقاط آن یکسان در نظر گرفته می شود. نصف النهار گرینویچ نصف النهار صفر در نظر گرفته می شود. خط تاریخ نیز نصب شد، یعنی. یک خط متعارف در غرب آن که تاریخ تقویم برای همه مناطق زمانی با طول شرقی یک روز بیشتر از کشورهای واقع در مناطق زمانی با طول جغرافیایی غربی خواهد بود.
در روسیه، زمان استاندارد در سال 1919 معرفی شد. با در نظر گرفتن سیستم بین المللی مناطق زمانی و مرزهای اداری که در آن زمان وجود داشت، مناطق زمانی از II تا XII شامل بر روی نقشه RSFSR ترسیم شد (به پیوست 2، جدول 12 مراجعه کنید).
زمان محلی. زمان در هر بُعدی، خواه شمسی واقعی، یا زمان متوسط ​​شمسی برخی از نصف النهارها باشد، زمان بیدرئی محلی، شمسی واقعی محلی و زمان متوسط ​​خورشیدی محلی نامیده می شود. تمام نقاطی که روی یک نصف النهار قرار دارند در یک لحظه یکسان خواهند داشت که به آن زمان محلی LT (زمان محلی) می گویند. زمان محلی در نصف النهارهای مختلف متفاوت است، زیرا... زمین که حول محور خود می چرخد، به طور متوالی قسمت های مختلف سطح را به سمت خورشید می چرخاند. خورشید طلوع نمی کند و روز در تمام نقاط کره زمین به طور همزمان باز می شود. در شرق نصف النهار گرینویچ، زمان محلی افزایش می یابد و به سمت غرب کاهش می یابد. اخترشناسان از زمان محلی برای یافتن زمینه های به اصطلاح (خانه ها) طالع بینی استفاده می کنند.
زمان جهانی میانگین زمان محلی خورشیدی نصف النهار گرینویچ زمان جهانی یا زمان جهانی (UT, GMT) نامیده می شود. میانگین زمان محلی خورشیدی هر نقطه از سطح زمین با طول جغرافیایی این نقطه تعیین می شود که بر حسب واحد ساعتی بیان می شود و از نصف النهار گرینویچ اندازه گیری می شود. شرق زمان گرینویچ مثبت در نظر گرفته می شود، یعنی. بیشتر از گرینویچ است و در غرب گرینویچ منفی است، یعنی. زمان در مناطق غرب گرینویچ کمتر از گرینویچ است.
زمان زایمان (td) - زمان وارد شده در سراسر قلمرو اتحاد جماهیر شوروی 21 ژوئن 1930. لغو 31 مارس 1991. در 19 مارس 1992 مجدداً در کشورهای مستقل مشترک المنافع و روسیه معرفی شد.
ساعت تابستانی (Tl) زمانی است که در اتحاد جماهیر شوروی سابق در 1 آوریل 1991 معرفی شد.
زمان زودگذر. ناهمواری مقیاس زمانی جهانی منجر به نیاز به معرفی مقیاس جدیدی شد که توسط حرکات مداری اجسام تعیین می شود. منظومه شمسیو نشان دهنده مقیاس تغییر متغیر مستقل است معادلات دیفرانسیلمکانیک نیوتنی که اساس تئوری حرکت اجرام سماوی را تشکیل می دهد. یک ثانیه زودگذر برابر است با 1/31556925.9747 سال گرمسیری (سانتی متر) ابتدای قرن ما (1900). مخرج این کسر مربوط به تعداد ثانیه ها در سال گرمسیری 1900 است. دوره 1900 به عنوان نقطه صفر مقیاس زمانی ephemeris انتخاب شد. آغاز این سال مطابق با لحظه ای است که خورشید طول جغرافیایی 279 درجه و 42 دقیقه داشت.
سال سایدریال یا سایدریال. این دوره زمانی است که در طی آن خورشید، در حرکت ظاهری سالانه خود به دور زمین در امتداد دایره البروج، یک چرخش کامل (360 درجه) را توصیف می کند و به موقعیت قبلی خود نسبت به ستارگان باز می گردد.
سال گرمسیری این بازه زمانی بین دو عبور متوالی خورشید از اعتدال بهاری است. با توجه به حرکت تقدمی نقطه اعتدال بهاری به سمت حرکت خورشید، سال گرمسیری تا حدودی کوتاهتر از سال بیدریایی است.
یک سال نابهنجار این فاصله زمانی بین دو گذر متوالی زمین از حضیض است.
سال تقویمی. سال تقویم برای شمارش زمان استفاده می شود. این شامل یک عدد صحیح روز است. طول سال تقویمی با تمرکز بر سال گرمسیری انتخاب شد، زیرا بازگشت دوره ای صحیح فصول دقیقاً با طول سال گرمسیری مرتبط است. و از آنجایی که سال گرمسیری شامل تعداد صحیح روز نیست، هنگام ساخت تقویم، لازم بود به سیستمی برای درج روزهای اضافی متوسل شویم که روزهای انباشته شده به دلیل بخش کسری سال گرمسیری را جبران کند. در تقویم ژولیانی که توسط ژولیوس سزار در سال 46 قبل از میلاد معرفی شد. با کمک اخترشناس اسکندریایی سوسیگنس، سالهای ساده شامل 365 روز و سالهای کبیسه - 366 روز بودند. بنابراین، میانگین طول سال در تقویم جولیانی 0.0078 روز بیشتر از طول سال گرمسیری بود. به همین دلیل، اگر برای مثال، خورشید در سال 325 از اعتدال بهاری در 21 مارس عبور کرد، سپس در سال 1582، زمانی که پاپ گریگوری سیزدهم اصلاحات تقویم را تصویب کرد، اعتدال در 11 مارس سقوط کرد. اصلاح تقویم، که به پیشنهاد پزشک و ستاره شناس ایتالیایی لوئیجی لیلیو انجام شد، امکان نادیده گرفتن چند سال کبیسه را فراهم می کند. سال‌های آغاز هر قرن که در آن‌ها عدد صدها بر 4 بخش‌پذیر نیست، سال‌های 1700، 1800 و 1900 در نظر گرفته شد. بدین ترتیب میانگین طول سال میلادی برابر با 2425/365 روز خورشیدی متوسط ​​شد. در تعدادی از کشورهای اروپایی، انتقال به یک سبک جدیددر 4 اکتبر 1582 انجام شد، زمانی که روز بعد 15 اکتبر در نظر گرفته شد. در روسیه، سبک جدید (گرگورین) در سال 1918 معرفی شد، زمانی که طبق فرمان شورای کمیسرهای خلق، 1 فوریه 1918 به عنوان 14 فوریه محاسبه شد.
علاوه بر سیستم تقویمی شمارش روزها، سیستم شمارش مداوم روزها از یک تاریخ شروع مشخص در نجوم رایج شده است. چنین سیستمی در قرن شانزدهم توسط پروفسور اسکالیگر لیدن پیشنهاد شد. این نام به افتخار پدر اسکالیگر، جولیوس، نامگذاری شد، و به همین دلیل دوره جولیان نامیده می شود (با تقویم جولیان اشتباه نشود!). ظهر گرینویچ در 1 ژانویه 4713 قبل از میلاد به عنوان نقطه شروع در نظر گرفته شد. توسط تقویم جولیان، بنابراین روز جولیان در ظهر گرینویچ آغاز می شود. هر روز با توجه به این حساب از زمان خود را دارد شماره سریال. در ephemeris - جداول نجومی - روزهای جولیان از 1 ژانویه 1900 شمارش می شود. 1 ژانویه 1996 - 2,450,084 روز جولیان.

سیارات منظومه شمسی
نه سیاره اصلی در منظومه شمسی وجود دارد. به ترتیب فاصله از خورشید، عطارد، زهره، زمین (با ماه)، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون هستند (شکل 6).

شکل 6. مدار سیارات منظومه شمسی

سیارات تقریباً در یک صفحه بیضی به دور خورشید می چرخند. سیارات کوچک، به اصطلاح سیارک ها، که تعداد آنها به 2000 نزدیک می شود، بین مریخ و مشتری می چرخند، فضای بین سیارات پر از گاز کمیاب و غبار کیهانی است. تابش الکترومغناطیسی که حامل میدان‌های مغناطیسی، گرانشی و سایر میدان‌های نیرو است به آن نفوذ می‌کند.
خورشید حدود 109 برابر قطر زمین و 330 هزار بار جرم‌تر از زمین است و جرم تمام سیارات روی هم تنها حدود 0.1 درصد جرم خورشید است. خورشید با نیروی گرانش خود، حرکت سیارات منظومه شمسی را کنترل می کند. هر چه یک سیاره به خورشید نزدیکتر باشد، سرعت چرخش خطی و زاویه ای آن به دور خورشید بیشتر می شود. دوره چرخش سیاره به دور خورشید نسبت به ستارگان را دوره جانبی یا سیدرال می نامند (به پیوست 2، جداول 1،2 مراجعه کنید). دوره چرخش زمین نسبت به ستارگان را سال جنینی می نامند.
تا قرن شانزدهم، سیستم به اصطلاح زمین مرکزی جهان کلودیوس بطلمیوس وجود داشت. در قرن شانزدهم، این سیستم توسط ستاره شناس لهستانی نیکلاوس کوپرنیک، که خورشید را در مرکز قرار داد، تجدید نظر شد. گالیله که اولین تلسکوپ، نمونه اولیه تلسکوپ را ساخت، نظریه کوپرنیک را بر اساس مشاهدات خود تأیید کرد.
در آغاز قرن هفدهم، یوهانس کپلر، ریاضیدان و اخترشناس دربار سلطنتی اتریش، سه قانون حرکت اجسام را در منظومه شمسی وضع کرد.
قانون اول کپلر سیارات به صورت بیضی حرکت می کنند و خورشید در یک کانون قرار دارد.
قانون دوم کپلر بردار شعاع سیاره در بازه های زمانی مساوی توصیف می کند مناطق مساویبنابراین، هر چه سیاره به خورشید نزدیکتر باشد، سریعتر حرکت می کند و برعکس، هر چه از خورشید دورتر باشد، حرکت آن کندتر می شود.
قانون سوم کپلر مربع های زمان مداری سیارات به صورت مکعب های میانگین فاصله آنها از خورشید (نیمه محورهای اصلی مدار آنها) به یکدیگر مرتبط است. بنابراین، قانون دوم کپلر به طور کمی تغییر در سرعت حرکت یک سیاره در امتداد یک بیضی را تعیین می‌کند و قانون سوم کپلر میانگین فاصله سیارات از خورشید را با دوره‌های چرخش ستاره‌ای آنها مرتبط می‌کند و اجازه می‌دهد تا محورهای نیمه اصلی همه را نشان دهند. مدارهای سیاره ایدر واحدهای نیمه محور اصلی مدار زمین بیان شود.
نیوتن بر اساس مشاهدات حرکت ماه و قوانین کپلر، قانون گرانش جهانی را کشف کرد. او دریافت که نوع مداری که یک جسم توصیف می کند به سرعت جرم سماوی بستگی دارد. بنابراین، قوانین کپلر، که تعیین مدار یک سیاره را ممکن می کند، نتیجه یک قانون کلی تر طبیعت است - قانون گرانش جهانی، که اساس مکانیک آسمانی را تشکیل می دهد. قوانین کپلر زمانی رعایت می شود که حرکت دو جسم مجزا با در نظر گرفتن جاذبه متقابل آنها در نظر گرفته شود، اما در منظومه شمسی نه تنها جاذبه خورشید فعال است، بلکه جاذبه متقابل هر نه سیاره نیز فعال است. در این رابطه، اگر چه انحراف نسبتاً کوچکی از جنبش وجود دارد که اگر قوانین کپلر به شدت رعایت می شد، رخ می داد. به این گونه انحرافات اختلال می گویند. آنها باید هنگام محاسبه موقعیت ظاهری سیارات در نظر گرفته شوند. علاوه بر این، به لطف اختلالات بود که سیاره نپتون کشف شد؛ همانطور که می گویند، در نوک قلم محاسبه شد.
در دهه 40 قرن نوزدهم، کشف شد که اورانوس، که توسط دبلیو. هرشل در پایان قرن 18 کشف شد، به سختی از مسیری که باید طی کند، منحرف می شود، با در نظر گرفتن اختلالات ناشی از تمام سیارات از قبل شناخته شده. اخترشناسان Le Verrier (در فرانسه) و Adams (در انگلستان) پیشنهاد کردند که اورانوس در معرض جاذبه یک جسم ناشناخته است. آنها مدار سیاره ناشناخته، جرم آن را محاسبه کردند و حتی مکانی را در آسمان که در آن سیاره ناشناخته باید در یک زمان معین قرار گیرد، نشان دادند. در سال 1846، این سیاره با استفاده از تلسکوپ در مکانی که توسط ستاره شناس آلمانی هال مشخص شده بود، پیدا شد. نپتون اینگونه کشف شد.
حرکت ظاهری سیارات از دید یک ناظر زمینی، سیارات در فواصل معینی جهت حرکت خود را تغییر می دهند، برخلاف خورشید و ماه که در آسمان در یک جهت حرکت می کنند. در این راستا، بین حرکت مستقیم سیاره (از غرب به شرق، مانند خورشید و ماه) و حرکت قهقرایی یا پس‌رونده (از شرق به غرب) تفاوت قائل می‌شود. در لحظه انتقال از یک نوع حرکت به نوع دیگر، به نظر می رسد این سیاره متوقف می شود. بر اساس موارد فوق، مسیر قابل مشاهده هر سیاره در پس زمینه ستارگان، خطی پیچیده با زیگزاگ ها و حلقه ها است. شکل و اندازه حلقه های توصیف شده برای سیارات مختلف متفاوت است.
همچنین بین حرکات سیارات درونی و بیرونی تفاوت وجود دارد. سیارات درونی شامل عطارد و زهره است که مدار آنها در مدار زمین قرار دارد. سیارات درونی در حرکت خود به طور نزدیک با خورشید مرتبط هستند، عطارد بیش از 28 درجه از خورشید دور می شود، زهره - 48 درجه. پیکربندی که در آن عطارد یا زهره بین خورشید و زمین می گذرد، پیوند پایین با خورشید نامیده می شود؛ در هنگام اتصال برتر، سیاره در پشت خورشید قرار دارد، یعنی. خورشید بین سیاره و زمین قرار دارد. سیارات بیرونی سیاراتی هستند که مدار آنها خارج از مدار زمین قرار دارد. سیارات بیرونی در پس زمینه ستارگان طوری حرکت می کنند که انگار مستقل از خورشید هستند. آنها حلقه ها را زمانی توصیف می کنند که در ناحیه مخالف آسمان با خورشید قرار دارند. سیارات بیرونی فقط پیوندهای برتر دارند. در مواردی که زمین بین خورشید و سیاره بیرونی قرار دارد، به اصطلاح تقابل رخ می دهد.
تقابل مریخ در زمانی که زمین و مریخ به هم نزدیکترند، تقابل بزرگ نامیده می شود. رویارویی های بزرگ بعد از 15-17 سال تکرار می شود.
ویژگی های سیارات منظومه شمسی
سیارات زمینی عطارد، زهره، زمین و مریخ سیارات زمین نامیده می شوند. آنها از بسیاری جهات با سیارات غول پیکر متفاوت هستند: اندازه و جرم کوچکتر، چگالی بیشتر و غیره.
عطارد نزدیکترین سیاره به خورشید است. 2.5 برابر نزدیکتر از زمین به خورشید است. برای یک ناظر روی زمین، عطارد بیش از 28 درجه از خورشید دور می شود. فقط در نزدیکی موقعیت های افراطی می توان سیاره را در پرتوهای عصر یا طلوع صبح دید. با چشم غیرمسلح، عطارد یک نقطه روشن است، اما در یک تلسکوپ قوی مانند یک هلال یا یک دایره ناقص به نظر می رسد. عطارد توسط جو احاطه شده است. فشار اتمسفر در سطح سیاره تقریباً 1000 برابر کمتر از سطح زمین است. سطح عطارد قهوه ای تیره و ماه مانند است که با کوه ها و دهانه های حلقه ای شکل پراکنده شده است. روز سیدرال، یعنی. دوره چرخش حول محور نسبت به ستارگان برابر با 6/58 روز ماست. یک روز خورشیدی در عطارد دو سال عطارد به طول می انجامد، یعنی حدود 176 روز زمینی. طول روز و شب در عطارد منجر به تفاوت شدید دما بین مناطق نیمه روز و نیمه شب می شود. نیمکره عطارد در طول روز تا 380 درجه سانتیگراد و بالاتر گرم می شود.
زهره نزدیک ترین سیاره به زمین در منظومه شمسی است. زهره تقریباً به اندازه کره زمین است. سطح سیاره همیشه توسط ابرها پنهان است. پوسته گازی زهره توسط M. V. Lomonosov در سال 1761 کشف شد. اتمسفر زهره به طور چشمگیری متفاوت است ترکیب شیمیاییاز زمین و کاملاً نامناسب برای تنفس. تقریباً 97٪ دی اکسید کربن، نیتروژن - 2٪، اکسیژن - بیش از 0.1٪ تشکیل شده است. یک روز شمسی 117 روز زمینی است. تغییر فصل در آن وجود ندارد. در سطح آن دما نزدیک به +450 درجه سانتیگراد است و فشار آن حدود 100 اتمسفر است. محور چرخش زهره تقریباً دقیقاً به سمت قطب مدار است. چرخش روزانه زهره نه در جهت رو به جلو، بلکه در جهت مخالف، یعنی. در جهت مخالف حرکت سیاره در مدارش به دور خورشید.
مریخ چهارمین سیاره منظومه شمسی و آخرین سیاره است گروه زمینی. اندازه مریخ تقریبا نصف زمین است. جرم تقریباً 10 برابر کمتر از جرم زمین است. شتاب گرانش در سطح آن 2.6 برابر کمتر از زمین است. یک روز خورشیدی در مریخ 24 ساعت و 37.4 دقیقه است، یعنی. تقریباً مانند روی زمین مدت زمان نور روز و ارتفاع نیمروز خورشید بر فراز افق در طول سال تقریباً مشابه روی زمین متفاوت است، به دلیل تمایل تقریباً یکسان صفحه استوایی به صفحه مداری برای این سیارات (برای مریخ، حدود 25). درجه). هنگامی که مریخ در تقابل قرار می گیرد، آنقدر درخشان است که می توان آن را با رنگ قرمز-نارنجی اش از سایر منورها متمایز کرد. دو کلاهک قطبی روی سطح مریخ قابل مشاهده است؛ وقتی یکی رشد می کند، دیگری کوچک می شود. با کوه های حلقه ای پر شده است. سطح سیاره در مه پوشیده شده و پوشیده از ابر است. طوفان های گرد و غبار قدرتمندی در مریخ خشمگین است که گاهی تا ماه ها ادامه می یابد. فشار اتمسفر 100 برابر کمتر از فشار زمین است. جو خود عمدتاً از دی اکسید کربن تشکیل شده است. تغییرات دمای روزانه به 80-100 درجه سانتیگراد می رسد.
سیارات غول پیکر سیارات غول پیکر شامل چهار سیاره منظومه شمسی هستند: مشتری، زحل، اورانوس و نپتون.
مشتری بزرگترین سیاره منظومه شمسی است. جرم آن دو برابر کل سیارات دیگر است. اما جرم مشتری در مقایسه با خورشید کوچک است. قطر آن 11 برابر بزرگتر از زمین و از نظر جرم بیش از 300 برابر بزرگتر است. مشتری در فاصله 5.2 واحد نجومی از خورشید جدا می شود. دوره انقلاب به دور خورشید حدود 12 سال است. قطر استوایی مشتری حدود 142 هزار کیلومتر است. سرعت زاویه ای چرخش روزانه این غول 2.5 برابر بیشتر از زمین است. دوره چرخش مشتری در خط استوا 9 ساعت و 50 دقیقه است.
مشتری از نظر ساختار، ترکیب شیمیایی و شرایط فیزیکی سطح، هیچ شباهتی با زمین و سیارات زمینی ندارد. مشخص نیست که سطح مشتری جامد است یا مایع. از طریق یک تلسکوپ می توانید نوارهای روشن و تاریک ابرهای در حال تغییر را مشاهده کنید. لایه بیرونی این ابرها از ذرات آمونیاک منجمد تشکیل شده است. دمای لایه های بالای ابر حدود 145- درجه سانتی گراد است. در بالای ابرها، جو مشتری به نظر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. ضخامت پوسته گاز مشتری بسیار زیاد است و چگالی متوسط ​​مشتری، برعکس، بسیار کوچک است (از 1260 تا 1400 کیلوگرم بر متر مکعب) که تنها 24 درصد چگالی متوسط ​​زمین است.
مشتری دارای 14 قمر است که سیزدهمین قمر در سال 1974 و چهاردهمین قمر در سال 1979 کشف شد. آنها در مدارهای بیضی شکل در اطراف سیاره حرکت می کنند. از این میان، دو قمر به دلیل اندازه خود برجسته هستند: کالیستو و گانیمد، بزرگترین قمر منظومه شمسی.
زحل دومین سیاره بزرگ است. فاصله آن از خورشید دو برابر مشتری است. قطر استوایی آن 120 هزار کیلومتر است. جرم زحل نصف مشتری است. مقدار کمی گاز متان در جو زحل، درست مانند مشتری، یافت شده است. دمای سمت مرئی زحل نزدیک به نقطه انجماد متان (-184 درجه سانتیگراد) است که ذرات جامد آن به احتمال زیاد لایه ابر این سیاره را تشکیل می دهند. دوره چرخش محوری 10 ساعت است. 14 دقیقه زحل که به سرعت می چرخید، شکلی مسطح پیدا کرد. یک سیستم مسطح از حلقه ها، سیاره را در اطراف استوا احاطه کرده و هرگز سطح آن را لمس نمی کند. حلقه ها دارای سه ناحیه هستند که با شکاف های باریک از هم جدا شده اند. حلقه داخلی بسیار واضح است و حلقه وسط روشن ترین است. حلقه های زحل توده ای از ماهواره های کوچک این سیاره غول پیکر هستند که در همان صفحه قرار دارند. صفحه حلقه ها نسبت به صفحه مداری تقریباً 27 درجه تمایل دارد. ضخامت حلقه های زحل حدود 3 کیلومتر و قطر در امتداد لبه بیرونی 275 هزار کیلومتر است. دوره مداری زحل به دور خورشید 29.5 سال است.
زحل 15 ماهواره دارد، دهمین در سال 1966 کشف شد، سه ماهواره آخر - در سال 1980 توسط خودکار آمریکایی کشف شد. فضاپیماویجر 1. بزرگترین آنها تیتان است.
اورانوس غیر عادی ترین سیاره منظومه شمسی است. تفاوت آن با سایر سیارات در این است که به گونه ای می چرخد ​​که گویی به پهلو خوابیده است: صفحه استوا تقریباً بر صفحه مدارش عمود است. میل محور چرخش به صفحه مداری 8 درجه بیشتر از 90 درجه است، بنابراین جهت چرخش سیاره برعکس است. قمرهای اورانوس نیز در جهت مخالف حرکت می کنند.
اورانوس توسط دانشمند انگلیسی ویلیام هرشل در سال 1781 کشف شد. فاصله آن از خورشید دو برابر زحل است. هیدروژن، هلیوم و مخلوط کوچکی از متان در جو اورانوس یافت شد. دما در نقطه زیر خورشیدی نزدیک به سطح 205-220 درجه سانتیگراد است. دوره چرخش حول محور در استوا 10 ساعت و 49 دقیقه است. به دلیل موقعیت غیرمعمول محور چرخش اورانوس، خورشید در آنجا تقریباً تا نقطه اوج، حتی در قطب ها، از افق بالا می آید. روز قطبی و شب قطبی در قطب ها 42 سال طول می کشد.
نپتون - با نیروی جاذبه اش خود را نشان داد. مکان آن ابتدا محاسبه شد و پس از آن ستاره شناس آلمانی یوهان هال آن را در سال 1846 کشف کرد. میانگین فاصله از خورشید 30 واحد نجومی است. دوره مداری 164 سال و 280 روز است. نپتون کاملاً پوشیده از ابر است. فرض بر این است که جو نپتون حاوی هیدروژن مخلوط با متان است و سطح نپتون عمدتاً آب است. نپتون دو ماهواره دارد که بزرگترین آنها تریتون است.
پلوتون، دورترین سیاره از خورشید، نهمین سیاره متوالی، در سال 1930 توسط کلاید تومبا در رصدخانه اخترشناسی لاول (آریزونا، ایالات متحده آمریکا) کشف شد.
پلوتون شبیه یک جسم نقطه ای با قدر پانزدهم است، یعنی. حدود 4 هزار بار کم نورتر از ستاره هایی است که در حد دید هستند چشم غیر مسلح. پلوتون بسیار آهسته، تنها با سرعت 1.5 درجه در سال (4.7 کیلومتر بر ثانیه)، در مداری که تمایل زیادی (17 درجه) به صفحه دایره البروج دارد و بسیار کشیده است، حرکت می کند: در حضیض بیشتر به خورشید نزدیک می شود. فاصله کوتاه، از مدار نپتون، و در آفلیون 3 میلیارد کیلومتر جلوتر می رود. در فاصله متوسط ​​پلوتو از خورشید (5.9 میلیارد کیلومتر)، ستاره نور روز ما از این سیاره شبیه یک دیسک نیست، بلکه مانند یک نقطه درخشان است و 1560 برابر کمتر از زمین روشنایی می دهد. و بنابراین جای تعجب نیست که مطالعه پلوتون بسیار دشوار است: ما تقریباً هیچ چیز در مورد آن نمی دانیم.
جرم پلوتون 0.18 برابر زمین است و نیمی از قطر زمین است. دوره چرخش به دور خورشید به طور متوسط ​​247.7 سال است. دوره چرخش روزانه محوری 6 روز و 9 ساعت است.
خورشید مرکز منظومه شمسی است. انرژی او بسیار زیاد است. حتی آن قسمت ناچیز که روی زمین می افتد بسیار بزرگ است. زمین ده ها هزار برابر بیشتر از تمام نیروگاه های جهان اگر با ظرفیت کامل کار می کردند، از خورشید انرژی دریافت می کند.
فاصله زمین تا خورشید 107 برابر بیشتر از قطر آن است که به نوبه خود 109 برابر بزرگتر از زمین است و حدود 1392 هزار کیلومتر است. جرم خورشید 333 هزار بار بیشتر از جرم زمین و حجم آن 1 میلیون و 304 هزار برابر است. در داخل خورشید، ماده به شدت تحت فشار لایه های پوشاننده فشرده شده و ده برابر چگالی سرب است، اما لایه های بیرونی خورشید صدها برابر نادرتر از هوای سطح زمین هستند. فشار گاز در اعماق خورشید صدها میلیارد بار بیشتر از فشار هوا در سطح زمین است. تمام مواد روی خورشید در حالت گازی هستند. تقریباً همه اتم ها به طور کامل الکترون های خود را از دست می دهند و به هسته اتمی "برهنه" تبدیل می شوند. الکترون های آزاد که از اتم ها جدا می شوند، به بخشی جدایی ناپذیر از گاز تبدیل می شوند. این گاز پلاسما نامیده می شود. ذرات پلاسما با سرعت بسیار زیاد - صدها و هزاران کیلومتر در ثانیه - حرکت می کنند. واکنش های هسته ای به طور مداوم در خورشید که منبع انرژی پایان ناپذیر خورشید است، در حال انجام است.
خورشید از همان ساخته شده است عناصر شیمیاییمانند زمین، اما هیدروژن به طور غیرقابل مقایسه ای در خورشید نسبت به زمین وجود دارد. خورشید حتی نیمی از ذخایر سوخت هسته ای هیدروژن خود را مصرف نکرده است. برای چندین میلیارد سال خواهد درخشید تا زمانی که تمام هیدروژن موجود در اعماق خورشید به هلیوم تبدیل شود.
انتشار رادیویی از خورشید که به ما می رسد در اصطلاح تاج خورشید منشأ می گیرد. تاج خورشیدی در فاصله چند شعاع خورشیدی گسترش یافته و به مدار مریخ و زمین می رسد. بنابراین، زمین در تاج خورشیدی غوطه ور می شود.
از زمان به زمان در جو خورشیدیمناطق فعال ظاهر می شوند که تعداد آنها به طور منظم تغییر می کند و چرخه آن به طور متوسط ​​حدود 11 سال است.
ماه ماهواره ای از زمین است که قطر آن 4 برابر کوچکتر از زمین است. مدار ماه بیضی است و زمین در یکی از کانون های آن قرار دارد. میانگین فاصله بین مراکز ماه و زمین 384400 کیلومتر است. مدار ماه نسبت به مدار زمین 5 درجه و 9 دقیقه متمایل است. میانگین سرعت زاویه ای ماه 13 درجه، 176 در روز است. میل استوای ماه به دایره البروج 1 درجه و 32.3 دقیقه است. مدت زمان چرخش ماه به دور محور خود برابر است با مدت زمان چرخش به دور زمین که در نتیجه ماه همیشه یک طرف رو به زمین است. حرکت ماه ناهموار است: در برخی از قسمت های مسیر قابل مشاهده آن سریعتر حرکت می کند، در برخی دیگر - کندتر. در طول حرکت مداری خود، فاصله ماه تا زمین از 356 تا 406 هزار کیلومتر متغیر است. حرکت ناهموار در مدار با تأثیر زمین بر ماه از یک سو و نیروی گرانشی قدرتمند خورشید از سوی دیگر همراه است. و اگر در نظر بگیرید که حرکت آن تحت تأثیر زهره، مریخ، مشتری و زحل است، پس واضح است که چرا ماه به طور مداوم، در محدوده های معین، شکل بیضی را که در امتداد آن می چرخد ​​تغییر می دهد. با توجه به این که ماه مداری بیضوی دارد، یا به زمین نزدیک می شود یا از آن دور می شود. نزدیکترین نقطه مدار ماه به زمین حضیض و دورترین نقطه اوج نامیده می شود.
مدار ماه صفحه دایره البروج را در دو نقطه کاملاً متضاد به نام گره های ماه قطع می کند. گره صعودی (شمال) از صفحه دایره البروج عبور می کند و از جنوب به شمال حرکت می کند و گره نزولی (جنوبی) - از شمال به جنوب. گره های ماه به طور مداوم در امتداد دایره البروج در جهت مخالف مسیر صورت های فلکی زودیاک حرکت می کنند. دوره چرخش گره های ماه در امتداد دایره البروج 18 سال و 7 ماه است.
چهار دوره چرخش ماه به دور زمین وجود دارد:
الف) ماه بیدریال یا بیدرئی - دوره چرخش ماه به دور زمین نسبت به ستارگان، 27.3217 روز است، یعنی. 27 روز 7 ساعت 43 دقیقه;
ب) ماه قمری یا سینودی - دوره چرخش ماه به دور زمین نسبت به خورشید، یعنی. فاصله بین دو ماه جدید یا ماه کامل به طور متوسط ​​29.5306 روز است، یعنی. 29 روز 12 ساعت 44 دقیقه. مدت آن به دلیل حرکت ناهموار زمین و ماه ثابت نیست و از 29.25 تا 29.83 روز متغیر است.
ج) ماه دراکونیک - دوره زمانی بین دو عبور متوالی ماه از همان گره مدار آن، 27.21 روز به طور متوسط ​​است.
د) ماه ناهنجار - فاصله زمانی بین دو گذر متوالی ماه از حضیض؛ میانگین 27.55 روز است.
با حرکت ماه به دور زمین، شرایط روشنایی ماه توسط خورشید تغییر می کند، به اصطلاح تغییر فازهای ماه رخ می دهد. فازهای اصلی ماه عبارتند از ماه نو، ربع اول، ماه کامل و ربع آخر. خط روی قرص ماه که قسمت نورانی نیمکره رو به ما را از نیمه روشن جدا می کند، پایان دهنده نامیده می شود. با توجه به بیش از حد ماه قمری سینودی نسبت به ماه بیدریایی، ماه تقریباً 52 دقیقه دیرتر طلوع می کند، طلوع و غروب ماه در ساعات مختلف روز رخ می دهد، و همان مراحل در نقاط مختلفمدار ماه به نوبه خود در همه نشانه های زودیاک.
ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی. ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی زمانی رخ می دهد که خورشید و ماه در نزدیکی گره ها باشند. در لحظه کسوف، خورشید، ماه و زمین تقریباً در یک خط مستقیم قرار دارند.
خورشید گرفتگی زمانی رخ می دهد که ماه بین زمین و خورشید می گذرد. در این زمان، ماه با سمت بی نور خود رو به زمین می شود، یعنی خورشید گرفتگی فقط در طول ماه جدید رخ می دهد (شکل 3.7). اندازه ظاهری ماه و خورشید تقریباً یکسان است، بنابراین ماه می تواند خورشید را بپوشاند.

شکل 7. نمودار خورشید گرفتگی

فاصله خورشید و ماه از زمین ثابت نمی ماند، زیرا مدارهای زمین و ماه دایره نیستند، بلکه بیضی هستند. بنابراین، اگر در لحظه خورشید گرفتگی ماه در کمترین فاصله خود از زمین باشد، ماه کاملا خورشید را می پوشاند. چنین کسوفی کامل نامیده می شود. فاز کلی یک خورشید گرفتگی بیش از 7 دقیقه و 40 ثانیه طول نمی کشد.
اگر در طول ماه گرفتگی، ماه در بیشترین فاصله خود از زمین باشد، اندازه ظاهری آن کمی کوچکتر است و به طور کامل خورشید را نمی پوشاند؛ چنین گرفتگی حلقوی نامیده می شود. اگر خورشید و ماه تقریباً در یک گره در ماه جدید باشند، ماه گرفتگی کامل یا حلقوی خواهد بود. اگر خورشید در لحظه ماه جدید در فاصله ای از گره باشد، مراکز قرص های ماه و خورشید بر هم منطبق نمی شوند و ماه تا حدی خورشید را می پوشاند، چنین گرفتگی جزئی نامیده می شود. هر سال حداقل دو خورشید گرفتگی رخ می دهد. حداکثر تعداد خورشید گرفتگی ممکن در طول یک سال پنج ماه است. با توجه به اینکه سایه ماه در هنگام خورشید گرفتگی بر کل زمین نمی افتد، خورشید گرفتگی در منطقه خاصی مشاهده می شود. این امر نادر بودن این پدیده را توضیح می دهد.
ماه گرفتگی در طول ماه کامل رخ می دهد، زمانی که زمین بین ماه و خورشید قرار دارد (شکل 8). قطر زمین چهار برابر قطر ماه است، بنابراین سایه زمین 2.5 برابر اندازه ماه است، یعنی. ماه را می توان به طور کامل در سایه زمین غوطه ور کرد. طولانی ترین مدت یک ماه گرفتگی کامل 1 ساعت و 40 دقیقه است.

شکل 8. نمودار ماه گرفتگی

ماه گرفتگی در نیمکره ای که ماه در حال حاضر بالای افق است قابل مشاهده است. یک یا دو اتفاق در طول سال می افتد. ماه گرفتگی، برخی از سال ها ممکن است اصلاً وجود نداشته باشد و گاهی اوقات سه ماه گرفتگی در سال رخ می دهد. بسته به اینکه ماه کامل چقدر از گره مدار ماه دور می شود، ماه کم و بیش در سایه زمین غوطه ور خواهد شد. ماه گرفتگی کامل و جزئی نیز وجود دارد.
هر ماه گرفتگی خاص بعد از 18 سال و 11 روز و 8 ساعت تکرار می شود. این دوره ساروس نامیده می شود. در طول ساروس، 70 خسوف رخ می دهد: 43 خورشیدی، 15 تای آن جزئی، 15 حلقه ای و 13 کامل. 28 قمری که 15 تای آن جزئی و 13 قمری کامل است. پس از ساروس، هر ماه گرفتگی تقریباً 8 ساعت دیرتر از ماه گرفتگی قبلی تکرار می شود.