stringtranslate.com

Кульминация

В наблюдательной астрономии кульминацией называется прохождение небесного объекта (такого как Солнце , Луна , планета , звезда , созвездие или объект дальнего космоса ) через локальный меридиан наблюдателя . [1] Эти события также известны как транзиты меридиана , используются в хронометрировании и навигации и точно измеряются с помощью транзитного телескопа .

В течение каждого дня каждый небесный объект , по-видимому, движется по круговой траектории на небесной сфере из-за вращения Земли, создающего два момента, когда он пересекает меридиан. [2] [3] За исключением географических полюсов , любой небесный объект, проходящий через меридиан, имеет верхнюю кульминацию , когда он достигает своей наивысшей точки (момент, когда он ближе всего к зениту ), и почти двенадцать часов спустя за ним следует нижняя кульминация , когда он достигает своей самой низкой точки (ближайшей к надиру ). Время кульминации (когда объект достигает кульминации) часто используется для обозначения верхней кульминации. [2] [3] [4]

Высота объекта ( A ) в градусах в его верхней кульминации равна 90 минус широта наблюдателя ( L ) плюс склонение объекта ( δ ):

А = 90° − L + δ .

Случаи

Три случая зависят от широты наблюдателя ( L ) и склонения ( δ ) небесного объекта : [ необходима ссылка ]

Третий случай применяется к объектам в части полного неба, равной косинусу широты (на экваторе он применяется ко всем объектам, поскольку небо вращается вокруг горизонтальной линии север-юг; на полюсах он не применяется ни к одному, поскольку небо вращается вокруг вертикальной линии). Первый и второй случаи применяются каждый к половине оставшегося неба. [ необходима цитата ]

Период времени

Период между кульминацией и следующей — звездные сутки , которые составляют ровно 24 звездных часа и на 4 минуты меньше 24 обычных солнечных часов , в то время как период между верхней кульминацией и нижней составляет 12 звездных часов. Период между последовательными дневными (вращательными) кульминациями в основном зависит от собственного орбитального движения Земли , которое создает различную продолжительность между солнечными сутками (интервал между кульминациями Солнца) и звездными сутками (интервал между кульминациями любой опорной звезды ) или немного более точным, не затронутым прецессией , звездным днем . [5] Это приводит к тому, что кульминации происходят каждые солнечные сутки в разное время, и для повторения кульминации требуется звездный год (366,3 дня), год, который на один день длиннее солнечного года . Таким образом, только один раз в 366,3 солнечных дня кульминация повторяется в то же время солнечных суток, при этом повторяясь каждые звездные сутки. [6] Оставшиеся небольшие изменения в периоде кульминации от звездного года к звездному году, с другой стороны, в основном вызваны нутацией ( с циклом 18,6 лет), что приводит к более длительной временной шкале осевой прецессии Земли (с циклом 26 000 лет), [7] [8] в то время как апсидальная прецессия и другие механики оказывают гораздо меньшее влияние на звездное наблюдение, влияя на климат Земли через циклы Миланковича значительно больше. Хотя в таких временных масштабах сами звезды меняют положение, особенно те звезды, которые имеют, если смотреть из Солнечной системы , высокое собственное движение .

Звездный параллакс, по-видимому, является подобным движением, как и все эти видимые движения, но имеет только от неусредненных звездных суток до звездных суток небольшой эффект, возвращаясь к своему первоначальному видимому положению, завершая цикл на каждой орбите, с небольшим дополнительным длительным изменением положения из-за прецессий. Это явление возникает из-за изменения положения Земли на ее орбитальном пути.

Солнце

Из тропиков и средних широт Солнце видно на небе в своей верхней кульминации (в солнечный полдень ) и невидимо (ниже горизонта) в своей нижней кульминации (в солнечную полночь ). При наблюдении из области внутри любого полярного круга вокруг зимнего солнцестояния этого полушария ( декабрьское солнцестояние в Арктике и июньское солнцестояние в Антарктике ), Солнце находится ниже горизонта в обеих своих кульминациях.

Предположим, что склонение Солнца составляет +20°, когда оно пересекает местный меридиан, тогда дополнительный угол 70° (от Солнца до полюса) прибавляется и вычитается из широты наблюдателя, чтобы найти высоты Солнца в верхней и нижней кульминациях соответственно. [ необходима ссылка ]

Циркумполярные звезды

Из большей части Северного полушария Полярная звезда (Северная звезда) и другие звезды созвездия Малой Медведицы вращаются против часовой стрелки вокруг северного небесного полюса и остаются видимыми в обеих кульминациях (пока небо ясное и достаточно темное). В Южном полушарии нет яркой полярной звезды, но созвездие Октанта вращается по часовой стрелке вокруг южного небесного полюса и остается видимым в обеих кульминациях. [9]

Любые астрономические объекты, которые всегда остаются выше местного горизонта, если смотреть с широты наблюдателя, описываются как циркумполярные . [ необходима цитата ] [9]

Смотрите также

Ссылки

  1. Майкл Хоскин (18 марта 1999 г.). Краткая история астрономии в Кембридже. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-57600-0.
  2. ^ ab Бакич, Майкл Э. (1995). Кембриджский путеводитель по созвездиям . Cambridge University Press . стр. 8. ISBN 0521449219.
  3. ^ ab Daintith, John; Gould, William (2009). "Culmination". Словарь фактов о файле астрономии . Infobase Publishing. стр. 110. ISBN 978-1438109329.
  4. ^ Маккензи, Уильям (1879–81). «Меридиан». Национальная энциклопедия . Т. 8 (ред. библиотеки). Лондон, Эдинбург и Глазго: Ludgate Hill, EC, стр. 993.
  5. ^ "Звездное время". Департамент астрономических приложений Военно-морской обсерватории США . 2023-06-02 . Получено 2023-06-02 .
  6. ^ "Календарь - Звездный день, Синодический месяц, Тропический год, Интеркаляция". Encyclopedia Britannica . 1998-07-20 . Получено 2023-06-02 .
  7. ^ "кажущееся звездное время". Oxford Reference . 1999-02-22 . Получено 2023-06-02 .
  8. ^ Buis, Alan; Laboratory, s Jet Propulsion (2020-02-27). "Milankovitch (Orbital) Cycles and Their Role in Earth's Climate – Climate Change: Vital Signs of the Planet". Climate Change: Vital Signs of the Planet . Получено 2023-06-02 .
  9. ^ ab Артур Филипп Нортон (2004). Ян Ридпат (ред.). Атлас звезд и справочник Нортона, Эпоха 2000.0 (20-е изд.). Pi Press. ISBN 978-0-13-145164-3. OCLC  1085744128.