Галактическая система координат

Млечный Путь в представлении художника с галактической долготой относительно Солнца.

Галактическая система координат — это система небесных координат, имеющая точку отсчёта наше Солнце, соотносимую с центром галактики Млечный Путь. Плоскость галактической системы координат совпадает с плоскостью галактического диска. Подобно географическим, галактические координаты имеют широту и долготу.

Обозначения

Широта и долгота в галактической системе координат обозначаются латинскими буквами b и l соответственно. Галактическая широта отсчитывается от галактической плоскости к объекту, используя Солнце в качестве вершины, она может принимать значения от -90° до +90°. Галактическая долгота отсчитывается в плоскости Галактики, от оси, соединяющей Солнце и галактический центр в ту же сторону, что и прямое восхождение во второй экваториальной системе координат, галактическая долгота всегда заключена в пределах от 0 до 360°. Северный полюс Галактики находится в созвездии Волосы Вероники^[1]:73.

Определение

Схематическое изображение галактических координат.

Третий астрономический треугольник, галактическая и вторая экваториальная системы координат.

Международный Астрономический Союз определил галактическую систему координат относительно экваториальной системе координат в 1958 году на X Генеральной ассамблее в Москве ^[2]. Галактический северный полюс был определён по прямому восхождению 12^ч 49^м (192°,25) и склонению +27,4° по эпохе B1950. Восходящий узел галактического экватора на небесном экваторе, до 1958 года служивший точкой отсчёта галактических долгот, в новой системе имеет долготу 33°^[3]. По текущей эпохе J2000.0 северный полюс определяется по координатам 12^ч 51^м 26,282^с и +27° 07′ 42,01″.

Переход от второй экваториальной

Начертим плоскость галактического экватора KCK' и перпендикулярную к ней линию GSG', соединяющую северный галактический полюс G, Солнце и южный галактический полюс G'. Проведём также наклонённую на δ'=27°,4 (для эпохи B1950) к линии GSG' ось мира PSP' и перпендикулярную к оси мира плоскость небесного экватора QCQ'. Обозначим α — прямое восхождение светила, δ — его склонение, R — само светило, b — его галактическую широту, l — галактическую долготу светила, α'=192°,25 (для эпохи B1950) — прямое восхождение северного галактического полюса, l'=90°+33°=123° (для эпохи B1950) — галактическую долготу северного полюса мира. Тогда галактическую и вторую экваториальную систему координат свяжет сферический треугольник GPR, называемый третьим астрономическим треугольником^[1]:74. Формулы перехода от второй экваториальной системы координат к галактической системе координат имеют следующий вид:

$\sin b = \sin\delta\sin\delta' + \cos\delta\cos\delta'\cos(\alpha-\alpha')\,$

$\cos b\sin(l'-l) = \cos\delta\sin(\alpha-\alpha') \,$

$\cos b\cos(l'-l) = \cos\delta'\sin\delta-\sin\delta'\cos\delta\cos(\alpha-\alpha') \,$

Для эпохи J2000.0 и других эпох в эти формулы нужно подставить соответствующие эпохе значения α', δ', l'^[4].

Вывод формул перехода  

Последовательность применения формул сферической тригонометрии к сферическому треугольнику GPR такая же, как при выводе подобных формул для эклиптической системы координат: теорема косинусов, теорема синусов и формула пяти элементов. По теореме косинусов имеем:

$\cos(90^{\circ} - b) = \cos(90^{\circ} - \delta') \cos(90^{\circ} - \delta) + \sin(90^{\circ}-\delta')\sin(90^{\circ}-\delta)\cos(\alpha-\alpha') \,$

$\sin b = \sin\delta'\sin\delta + \cos\delta'\cos\delta\cos(\alpha-\alpha')\,$

Первая формула получена. Теперь к тому же сферическому треугольнику применяем теорему синусов:

$\frac{\sin(90^{\circ}-\delta)}{\sin(l'-l)} = \frac{\sin(90^{\circ} - b)}{\sin(\alpha - \alpha')} \,$

$\cos b\sin(l'-l) = \cos\delta\sin(\alpha'-\alpha) \,$

Вторая формула получена. Теперь применяем к нашему сферическому треугольнику формулу пяти элементов:

$\sin(90^{\circ} - b)\cos (l'-l) = \cos(90^{\circ} - \delta) \sin(90^{\circ} - \delta') - \sin(90^{\circ} - \delta)\cos(90^{\circ} - \delta')\cos(\alpha-\alpha') \,$

$\cos b\cos(l'-l) = \sin\delta\cos\delta'-\cos\delta\sin\delta'\cos(\alpha-\alpha')\,$

Третья формула получена. Итак, все три формулы получены из рассмотрения одного сферического треугольника.

Переход ко второй экваториальной

Формулы перехода от галактической системы координат ко второй экваториальной системе координат, применяемые реже, чем формулы перехода от второй экваториальной к галактической системе координат^[5], выводятся при рассмотрении того же сферического треугольника, применяя к нему те же формулы сферической тригонометрии, что и при обратном переходе. Они имеют следующий вид:

$\sin\delta=\sin\delta'\sin b+\cos\delta'\cos b\cos(l'-l)\,$

$\cos\delta\sin(\alpha-\alpha')=\cos b\sin(l'-l) \,$

$\cos\delta\cos(\alpha-\alpha')=\cos\delta'\sin b-\sin\delta'\cos b\cos(l'-l)\,$

См. также

• Кривая вращения галактики
• Пояс Гулда

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. — 6-е изд. — М.: Наука, 1984. — 304 с.
2. ↑ Blaauw, A., Gum, C. S., Pawsey, J. L., & Westerhout, G. The new I. A. U. system of galactic coordinates (1958 revision)  (англ.). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 121, p.123 (21 марта 1960). Архивировано из первоисточника 12 апреля 2012. Проверено 1 ноября 2010.
3. ↑ Абалакин В.К. Преобразование экваториальных координат в галактические // Основы эфемеридной астрономии. — Наука, 1979. — С. 58. — 448 с.
4. ↑ Н.Александрович «Галактическая система координат»
5. ↑ Астрономический календарь. Постоянная часть / Ответственный редактор Абалакин В.К.. — 7-е изд. — М.: Наука, 1981. — С. 34.

Ссылки

• Н.Александрович. Основы астрономии. Галактическая система координат.
• К. А. Постнов. Система координат, галактическая