Что такое небесная сфера и созвездия
Небесная сфера — воображаемая сфера с наблюдателем в центре. На неё мы «проецируем» все светила, потому что расстояний до них на глаз не определить, а направления видны хорошо. Из-за этого два объекта могут оказаться рядом на небе, хотя один в сотнях световых лет от другого.
У сферы есть опорные точки и линии:
- полюса мира — точки, вокруг которых за сутки поворачивается небо; около северного стоит Полярная звезда;
- небесный экватор — продолжение земного экватора на сферу;
- эклиптика — путь Солнца среди звёзд за год; рядом с ней идут пути Луны и планет.
Созвездие — участок неба с чёткими границами. Всего их 88, границы утвердил Международный астрономический союз. Фигуры из ярких звёзд, например «ковш», называют астеризмами: Ковш — часть созвездия Большой Медведицы, а не отдельное созвездие.
Положение светила задают двумя числами: склонением δ (угол от небесного экватора, от −90° до +90°) и прямым восхождением. Склонение похоже на географическую широту, и именно оно решает, увидишь ли ты объект.
Созвездия на небе: какие и в какое время года наблюдать
Из-за годового движения Земли вечернее небо меняется от сезона к сезону. Для средних северных широт, в том числе для Подмосковья, картина примерно такая:
- зима: созвездие Орион, Телец, Большой Пёс с ярчайшей звездой Сириус, Малый Пёс, Близнецы;
- весна: Лев, Волопас, Дева;
- лето: Лебедь, Лира, Орёл; их яркие звёзды Денеб, Вега и Альтаир образуют «летний треугольник»;
- осень: Пегас, Андромеда, Персей.
Некоторые созвездия видны круглый год. Это незаходящие созвездия: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Цефей, Дракон. Они у нас никогда не опускаются за горизонт, хотя в разное время ночи стоят то выше, то ниже.
Чтобы найти Полярную звезду, проведи мысленную линию через две крайние звезды «ковша» Большой Медведицы, Дубхе и Мерак, и отложи вдоль неё пять расстояний между ними. Полярная звезда входит в созвездие Малая Медведица, это конец ручки её «ковша».
Подробнее о том, чем смотреть и как готовиться к наблюдениям, — в теме телескопы и наблюдения.
Как понять, виден ли объект из твоего города
Правило простое. Для наблюдателя на широте φ в северном полушарии:
- высота полюса мира над горизонтом равна φ;
- никогда не восходят объекты со склонением δ < −(90° − φ);
- никогда не заходят объекты со склонением δ > 90° − φ.
Разбор. Нужно определить, доступен ли из Подмосковья объект в созвездии Тукан (Tucana), если широта места около 56°.
- Считаем границу: 90° − 56° = 34°. Значит, всё, что южнее δ = −34°, из Подмосковья не видно ни в какой сезон.
- Вспоминаем или находим по карте положение созвездия. Тукан — южное созвездие, его склонения примерно от −57° до −75°.
- Сравниваем: −57° и меньше намного южнее границы −34°.
- Ответ: объект недоступен, телескоп и время года тут ничего не меняют. Вариант «зависит от времени года» неверен: время года меняет только то, в какие часы ночи виден объект, а не сам факт видимости.
То же рассуждение работает для любого созвездия: выбрал его склонение и сравнил с границей для своей широты.
Как читать модельный вид неба в заданиях
В заданиях с рисунком неба нужно сделать два дела: отличить объекты Солнечной системы от звёзд и оценить расстояния по сетке.
Что принадлежит Солнечной системе. Планеты, Солнце, Луна, астероиды и кометы. Звёзды в список не попадают, даже самые яркие: Канопус (созвездие Киль) и Ахернар (созвездие Эридан) — звёзды. Юпитер и Сатурн — планеты. Подробнее о составе системы — в теме Солнечная система.
Угловое расстояние. Найди на рисунке шкалу или координатную сетку и посмотри, сколько градусов между соседними линиями. Дальше измеряй линейкой по рисунку и переводи в градусы пропорцией. Например, если линии сетки стоят через 10°, а Юпитер и Сатурн разделяют две с половиной клетки, получится около 25°. Для грубой оценки в реальном небе годится кулак на вытянутой руке: он закрывает примерно 10°.
Созвездие планеты. Найди значок планеты и посмотри, в границах какой фигуры он лежит. Планеты идут вдоль эклиптики, поэтому их созвездия — зодиакальные. Юпитер проводит в одном созвездии около года, так что ответ зависит от даты на рисунке.
Где ошибаются чаще всего
- Путают астеризм и созвездие. Большой Ковш и Большая Медведица — не одно и то же: ковш составляет только часть созвездия.
- Считают звезду объектом Солнечной системы. Если название знакомое и объект яркий, это ещё не планета. Сириус, Канопус, Ахернар — звёзды.
- Путают знак склонения. Для северных широт опасны именно большие отрицательные значения: δ = −60° у горизонта не будет никогда. Проверяй знак перед сравнением.
- Отвечают «зависит от времени года» там, где объект просто ниже горизонта. Сезон меняет время видимости, но не делает невидимое видимым.
- Пишут название не в той форме. Если просят именительный падеж, пиши «Телец», а не «Тельца».
Какие задания по теме присылают ученики
В основном это задания с модельным видом неба: определить объекты Солнечной системы среди звёзд, найти созвездие, где находится Юпитер, оценить угловое расстояние между Юпитером и Сатурном, проверить, доступен ли объект из Подмосковья. Все они для 11 класса.
Посмотри список заданий выше: возможно, твой рисунок или вопрос там уже разобран, с полным ходом решения. Если похожего нет, сфотографируй своё задание и отправь, получишь решение по шагам. Другие темы предмета собраны на странице все темы астрономии.