КООРДИНАТЫ АСТРОНОМИЧЕСКИЕ

КООРДИНАТЫ АСТРОНОМИЧЕСКИЕ

(от лат. со- - приставка, означающая совместность, и ordinatus - упорядоченный, определённый). Большинство координатных систем в астрономии являются сферическими и основываются на понятии небесной сферы. Под небесной сферой понимается сфера произвольного радиуса (обычно условно принимаемого равным единице) с центром, совпадающим с началом (центром) заданной системы отсчёта. В качестве центра системы может быть выбрана любая точка, напр. положение наблюдателя (топоцентрич. система), центр масс Земли (геоцентрическая), барицентр Солнечной системы (барицентрическая или гелиоцентрическая), центр Галактики (галактоцентрич. система) и т. д. Выбор системы координат на небесной сфере фиксируется: избранной точкой (северным полюсом системы); большим кругом L, задаваемым пересечением небесной сферы с плоскостью, перпендикулярной проходящему через полюс диаметру сферы; точкой на L, от к-рой начинается отсчёт дуг вдоль этого круга. В установленной т. о. системе положение объекта определяется двумя угл. координатами: отрезком дуги большого круга, проходящим через объект и полюс системы, и дугой осн. большого круга, заключённой между начальной отсчётной точкой и точкой пересечения с большим кругом, проходящим через объект и полюс. Если не оговорено особо, то первая координата измеряется в градусной мере в обе стороны от осн. большого круга L (т. е. от 0 до +90° в северном полушарии и до -90° - в южном), вторая же координата измеряется в градусной или часовой мере (от О до 360° или от 0 до 24 ч). Отсчёт ведётся против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса координатной системы.

Наиболее часто применяются следующие системы К. а.

Горизонтальная система. Полюс - точка зенита, осн. круг - линия астр. горизонта, на к-рой фиксируется начало отсчёта (обычно точка юга S). Координатами объекта в горизонтальной системе являются его высота h (или зенитное расстояние z=90° - h) и азимут А, отсчитываемый от точки юга вдоль горизонта.

Экваториальная система (рис.). Полюс - северный полюс мира Р _N (одна из точек пересечения небесной сферы с прямой, проходящей через её центр и параллельной оси вращения Земли), осн. круг системы- небесный экватор EB_SWB_N (большой круг небесной сферы, плоскость к-рого перпендикулярна оси вращения Земли). В качестве отсчётной точки фиксируется точка весеннего равноденствия [одна из точек пересечения небесного экватора с эклиптикой (см. ниже)]. Координаты объекта ( С) - склонение (или полярное расстояние р = 90°-) и прямое восхождение . В другом, часто используемом варианте экваториальной системы второй координатой является часовой угол объекта t - двугранный угол между плоскостью небесного меридиана (P_NZP_SNa )и плоскостью, в к-рой находится круг склонений (т. е. большой круг, проходящий через полюс мира и объект). Часовой угол обычно отсчитывается в часовой мере в обе стороны от южной точки небесного экватора В _S (от 0 до +12 ч к западу и до -12ч к востоку).

Экваториальная система координат: Р _N и P_S - северный и южный полюсы мира;- широта места наблюдения; Z и Na - зенит и надир; Е,S, W и N- точки востока, юга, запада и севера; остальные обозначения см. в тексте.

Эклиптическая система. Полюс - точка пересечения небесной сферы с перпендикуляром к плоскости орбиты Земли (северный полюс эклиптики). Осн. круг - эклиптика (большой круг небесной сферы, плоскость к-рого параллельна плоскости орбиты Земли). Координаты объекта - эклиптич. широта и эклиптич. долгота , отсчитываемые от точки .

Галактическая система. Полюс - точка на небесной сфере, имеющая экваториальные координаты: =12 ч 49 мин, =27,4° (направление нормали к плоскости Галактики). Осн. круг системы - пересечение плоскости Галактики с небесной сферой - галактич. экватор. Координаты объектов - галактич. широта b и галактич. долгота l, отсчитываемая от направления на центр Галактики вдоль галактич. экватора в сторону возрастания прямых восхождений.

Точки, определяющие системы, непрерывно перемещаются в пространстве, поэтому для полного описания системы К. а. необходимо указание эпохи (момента времени), к к-рой относятся положения определяющих точек, а также знание законов перемещения этих точек. Для заданного момента времени координаты объекта в разл. системах связаны между собой обычными ф-лами переноса начала и поворота осей, а выбор координатной системы целиком определяется особенностями решаемой задачи и не имеет динамич. значения. Для решения задач астрономии и нек-рых прикладных наук необходимо материальное воплощение координатной сетки на небесной сфере. Такой реализацией системы К. а. является задание положений и собственных движений нек-рой совокупности конкретных объектов. Наблюдая эти объекты одновременно с исследуемым объектом, можно определить его координаты. Осн. требования, предъявляемые практикой к подобной реализации,- хорошее покрытие всего неба объектами с известными координатами, удобство их наблюдений существующими средствами, точная информация о движении этих объектов для сохранения со временем инер-циальности и точности воспроизведения координатной системы. Существуют три класса объектов для системы К. а.

Во-первых, это тела Солнечной системы, теория движения большинства к-рых разработана с высокой степенью точности. Недостаток этой системы К. а.- малое кол-во воплощающих её объектов, а также трудности их наблюдений, связанные с наличием у них неравномерно светящегося диска, фазы и т. д.

Во-вторых, звёзды нашей Галактики, положения и собственные движения к-рых задают координатную сетку для любого момента времени. Средние (свободные от прецессионного и нутационного перемещений, см. Прецессия, Нутация )экваториальные координаты избранных звёзд определяют фундам. систему координат данной эпохи. Она отличается от идеализированной инерционной системы остаточным вращением, обусловленным ошибками определений собственных движений звёзд, а также неточным знанием скорости прецессионного вращения. Фундам. система фиксируется фундам. каталогом. С 1984 в качестве международного стандарта введён Пятый фундам. каталог FК₀ Для учёта вращения фундам. системы относительно идеализированной инерциальной системы необходимо знать постоянную прецессии, значение к-poй можно найти из наблюдений лишь при нек-рых условиях, налагаемых па собственные движения звёзд.

В-третьих - квазары, к-рые можно наблюдать и в оптич., и в радиодиапазонах длин волн. Инерциальная система координат, оси к-рой реализуются направлениями на внегалактич. радиоисточники, а начало координат связано с барицентром Солнечной системы, необходима для задач астрономии и геодинамики. Эта система координат будет основываться на наблюдениях при помощи радиоинтерферометров с длинными базами.

Лит.: Куликов К. А., Курс сферической астрономии, 3 изд., М., 1974; Подобед В. В., Нестеров В. В., Общая астрометрия, 2 изд., М., 1982. В. В. Нестеров.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.