Созвездие — это область на небесной сфере , в которой группа видимых звезд образует воспринимаемый узор или контур, обычно представляющий животное, мифологический сюжет или неодушевленный предмет. [1]
Первые созвездия, вероятно, восходят к доисторическим временам . Люди использовали их для рассказа историй о своих верованиях, опыте, создании и мифологии . Различные культуры и страны придумывали свои собственные созвездия, некоторые из которых просуществовали до начала 20-го века, прежде чем сегодняшние созвездия были признаны на международном уровне. Признание созвездий значительно изменилось со временем. Многие изменились по размеру или форме. Некоторые стали популярными, только чтобы кануть в небытие. Некоторые были ограничены одной культурой или страной. Названия созвездий также помогли астрономам и навигаторам легче идентифицировать звезды. [2]
Двенадцать (или тринадцать) древних созвездий относятся к зодиаку (располагающемуся по обе стороны эклиптики , которую пересекают Солнце , Луна и планеты ). Происхождение зодиака остается исторически неопределенным; его астрологические подразделения стали заметными около 400 г. до н. э. в вавилонской или халдейской астрономии. [3] Созвездия появляются в западной культуре через Грецию и упоминаются в трудах Гесиода , Евдокса и Арата . Традиционные 48 созвездий, состоящие из зодиака и еще 36 (теперь 38, после разделения Арго Навис на три созвездия), перечислены Птолемеем , греко-римским астрономом из Александрии , Египет, в его Альмагесте . Формирование созвездий было предметом обширной мифологии , наиболее заметной в «Метаморфозах» латинского поэта Овидия . Созвездия в далеком южном небе добавлялись с 15-го века до середины 18-го века, когда европейские исследователи начали путешествовать в Южное полушарие . Благодаря римской и европейской передаче каждое созвездие имеет латинское название.
В 1922 году Международный астрономический союз (МАС) официально принял современный список из 88 созвездий , а в 1928 году принял официальные границы созвездий, которые вместе покрывают всю небесную сферу. [4] [5] Любая заданная точка в небесной системе координат лежит в одном из современных созвездий. Некоторые астрономические системы наименований включают созвездие, в котором находится данный небесный объект, чтобы передать его приблизительное местоположение на небе. Обозначение звезды по Флемстиду , например, состоит из числа и родительной формы названия созвездия.
Другие звездные узоры или группы, называемые астеризмами, не являются созвездиями в соответствии с формальным определением, но также используются наблюдателями для навигации по ночному небу. Астеризмы могут быть несколькими звездами в созвездии или они могут делить звезды с более чем одним созвездием. Примерами астеризмов являются чайник в созвездии Стрельца или большой ковш в созвездии Большой Медведицы . [6] [7]
Слово созвездие происходит от позднелатинского термина cōnstellātiō , который можно перевести как «набор звезд»; он вошел в употребление в среднеанглийском языке в 14 веке. [8] Древнегреческое слово для созвездия — ἄστρον ( astron ). Эти термины исторически относились к любому узнаваемому узору звезд, чей внешний вид был связан с мифологическими персонажами или существами, земными животными или объектами. [1] Со временем среди европейских астрономов созвездия стали четко определены и широко признаны. В 20 веке Международный астрономический союз (МАС) признал 88 созвездий . [9]
Созвездие или звезда, которая никогда не заходит за горизонт , если смотреть с определенной широты на Земле, называется циркумполярной . От Северного полюса или Южного полюса все созвездия к югу или северу от небесного экватора являются циркумполярными . В зависимости от определения, экваториальные созвездия могут включать те, которые лежат между склонениями 45° северной широты и 45° южной широты, [10] или те, которые проходят через диапазон склонения эклиптики ( или зодиака ) в диапазоне между 23,5° северной широты и 23,5° южной широты . [11] [12]
Звезды в созвездиях могут появляться рядом друг с другом на небе, но обычно они находятся на разных расстояниях от Земли. Поскольку каждая звезда имеет свое собственное независимое движение, все созвездия будут медленно меняться с течением времени. Через десятки или сотни тысяч лет знакомые очертания станут неузнаваемыми. [13] Астрономы могут предсказывать прошлые или будущие очертания созвездий, измеряя общие собственные движения отдельных звезд [14] с помощью точной астрометрии [15] [16] и их лучевые скорости с помощью астрономической спектроскопии . [17]
88 созвездий, признанных Международным астрономическим союзом, а также культурами на протяжении всей истории, представляют собой воображаемые фигуры и формы, полученные из узоров звезд на наблюдаемом небе. [18] Многие официально признанные созвездия основаны на представлениях древних, ближневосточных и средиземноморских мифологий. [19] [20] Некоторые из этих историй, по-видимому, связаны с появлением созвездий, например, убийство Ориона Скорпионом, их созвездия появляются в противоположные времена года. [21]
Положение созвездий меняется в течение года из-за того, что ночь на Земле постепенно наступает в разных частях ее орбиты вокруг Солнца. Поскольку Земля вращается на восток, небесная сфера , по-видимому, вращается на запад, при этом звезды вращаются против часовой стрелки вокруг северной полярной звезды и по часовой стрелке вокруг южной полярной звезды. [22]
Из-за наклона оси Земли в 23,5° зодиак равномерно распределяется по полушариям (вдоль эклиптики), приближаясь к большому кругу . Зодиакальные созвездия северного неба — Рыбы , Овен , Телец , Близнецы , Рак и Лев . На южном небе — Дева , Весы , Скорпион , Стрелец , Козерог и Водолей . [23] [a] Зодиак появляется прямо над головой с широты 23,5° северной широты до 23,5° южной широты, в зависимости от времени года. Летом эклиптика кажется выше днем и ниже ночью, в то время как зимой верно обратное для обоих полушарий.
Из-за наклона Солнечной системы на 60°, галактическая плоскость Млечного Пути наклонена на 60° от эклиптики, [24] между Тельцом и Близнецами (на севере) и Скорпионом и Стрельцом (на юге и около которых можно найти Галактический Центр ). [23] Галактика, по-видимому, проходит через Орла (около небесного экватора) и северные созвездия Лебедя , Кассиопеи , Персея , Возничего и Ориона (около Бетельгейзе ), а также Единорога (около небесного экватора) и южные созвездия Кормы , Паруса , Карины , Южного Креста , Центавра , Южного Треугольника и Жертвенника . [23]
Полярис , будучи Полярной звездой, является приблизительным центром северного небесного полушария. Он является частью Малой Медведицы , составляя конец ручки Малого Ковша. [23]
С широты около 35° северной широты в январе Большая Медведица (содержащая Большой Ковш ) появляется на северо-востоке, в то время как Кассиопея находится на северо-западе. На западе находятся Рыбы (над горизонтом) и Овен. На юго-западе Кит находится около горизонта. Высоко и на юге находятся Орион и Телец. На юго-востоке над горизонтом находится Большой Пес . Выше и восточнее Ориона появляются Близнецы : также на востоке (и все ближе к горизонту) находятся Рак и Лев. В дополнение к Тельцу, над головой появляются Персей и Возничий. [23]
С той же широты в июле Кассиопея (низко в небе) и Цефей видны на северо-востоке. Большая Медведица сейчас находится на северо-западе. Волопас высоко на западе. Дева находится на западе, Весы на юго-западе, а Скорпион на юге. Стрелец и Козерог на юго-востоке. Лебедь (содержащий Северный Крест ) находится на востоке. Геркулес высоко в небе вместе с Северной Короной . [23]
Созвездия января включают Живописца и Ретикулум (рядом со звездами Гидр и Менса соответственно). [25]
В июле можно увидеть Ара (примыкающий к Южному треугольнику) и Скорпиона. [26]
Созвездия вблизи Полярной звезды включают Хамелеон , Сокол и Южный Треугольник (рядом с Центавром), Павлин , Гидр и Менса .
Сигма Октанта — ближайшая звезда, приближающаяся к южной полярной звезде, но она слаба в ночном небе. Таким образом, полюс можно триангулировать, используя созвездие Crux, а также звезды Alpha и Beta Centauri (примерно в 30° против часовой стрелки от Crux) созвездия Centaurus (выгибаясь над Crux). [23]
Было высказано предположение, что 17000-летние наскальные рисунки в Ласко , на юге Франции, изображают такие созвездия, как Телец, Пояс Ориона и Плеяды. Однако эта точка зрения не является общепринятой среди ученых. [27] [28]
Надписанные камни и глиняные таблички для письма из Месопотамии (на территории современного Ирака), датируемые 3000 г. до н.э., представляют собой самые ранние общепринятые доказательства идентификации созвездий человечеством. [29] Кажется, что основная часть месопотамских созвездий была создана в течение относительно короткого промежутка времени примерно с 1300 по 1000 г. до н.э. Месопотамские созвездия появились позже во многих классических греческих созвездиях. [30]
Древнейшие вавилонские каталоги звезд и созвездий датируются началом Среднего Бронзового века , в частности, тексты «Три звезды каждая» и MUL.APIN , расширенная и пересмотренная версия, основанная на более точных наблюдениях примерно с 1000 г. до н. э. Однако многочисленные шумерские имена в этих каталогах предполагают, что они основывались на более древних, но в остальном не подтвержденных шумерских традициях Раннего Бронзового века . [31]
Классический Зодиак — это пересмотр нововавилонских созвездий VI века до н. э. Греки переняли вавилонские созвездия в IV веке до н. э. Двадцать птолемеевских созвездий происходят из Древнего Ближнего Востока. Еще десять имеют те же звезды, но другие названия. [30]
Библеист Э. В. Буллингер интерпретировал некоторых существ, упомянутых в книгах Иезекииля и Откровения , как средние знаки четырех четвертей Зодиака, [32] [33] где Лев — это Лев , Бык — Телец , Человек — Водолей , а Орел — Скорпион . [34] В библейской Книге Иова также упоминается ряд созвездий, включая עיש 'Ayish «носильник», כסיל chesil «глупец» и כימה chimah «куча» (Иов 9:9, 38:31–32), что в переводе KJV означает «Арктур, Орион и Плеяды» , но 'Ayish «носильник» на самом деле соответствует Большой Медведице. [35] Термин Маццарот מַזָּרוֹת , переведенный как гирлянда из корон , является hapax legomenon в Иов 38:32 и может относиться к зодиакальным созвездиям.
Существует лишь ограниченная информация о древнегреческих созвездиях, некоторые фрагментарные свидетельства можно найти в «Трудах и днях» греческого поэта Гесиода , который упоминал «небесные тела». [36] Греческая астрономия по сути переняла старую вавилонскую систему в эллинистическую эпоху , [ требуется ссылка ] впервые представленную в Греции Евдоксом Книдским в 4 веке до н. э. Оригинальная работа Евдокса утеряна, но она сохранилась в виде стихотворной версии Арата , датируемой 3 веком до н. э. Наиболее полные из существующих работ, посвященных мифическому происхождению созвездий, принадлежат эллинистическому писателю, которого называли псевдо-Эратосфеном , и раннему римскому писателю, которого называли псевдо- Гигином . Основой западной астрономии, преподаваемой в период поздней античности и до раннего Нового времени, является Альмагест Птолемея , написанный во 2 веке.
В Птолемеевском царстве исконная египетская традиция антропоморфных фигур представляла планеты, звезды и различные созвездия. [37] Некоторые из них были объединены с греческими и вавилонскими астрономическими системами, достигнув кульминации в Зодиаке Дендеры ; остается неясным, когда это произошло, но большинство из них были помещены в римский период между 2-м и 4-м веками нашей эры. Самое старое известное изображение зодиака показывает все ныне известные созвездия, а также некоторые оригинальные египетские созвездия, деканы и планеты . [29] [38] Альмагест Птолемея оставался стандартным определением созвездий в средневековый период как в Европе, так и в исламской астрономии .
Древний Китай имел давнюю традицию наблюдения за небесными явлениями. [39] Неспецифические китайские названия звезд , позже категоризированные в двадцать восемь дворцов , были найдены на костях оракула из Аньяна , датируемых средней династией Шан . Эти созвездия являются одними из самых важных наблюдений китайского неба, засвидетельствованных с 5-го века до нашей эры. Параллели с самыми ранними вавилонскими (шумерскими) звездными каталогами предполагают, что древняя китайская система не возникла независимо. [40]
Три школы классической китайской астрономии в период Хань приписываются астрономам более раннего периода Воюющих царств . Созвездия трех школ были объединены в единую систему Чэнь Чжо , астрономом 3-го века ( период Троецарствия ). Работа Чэнь Чжо была утеряна, но информация о его системе созвездий сохранилась в записях периода Тан , в частности, у Цюйтан Сида . Самая старая из сохранившихся китайских звездных карт датируется этим периодом и была сохранена как часть рукописей Дуньхуана . Исконная китайская астрономия процветала во времена династии Сун , а во времена династии Юань все больше подвергалась влиянию средневековой исламской астрономии (см. Трактат об астрологии эпохи Кайюань ). [40] Поскольку карты в этот период составлялись на более научных основаниях, они считались более надежными. [41]
Хорошо известная карта периода Сун — это Астрономическая карта Сучжоу , которая была подготовлена с помощью резьбы звезд на планисфере китайского неба на каменной пластине; она выполнена точно на основе наблюдений и показывает сверхновую 1054 года в Тельце. [41]
Под влиянием европейской астрономии в конце династии Мин карты изображали больше звезд, но сохраняли традиционные созвездия. Недавно обнаруженные звезды были включены в качестве дополнения к старым созвездиям в южном небе, которые не отображали традиционные звезды, записанные древними китайскими астрономами. Дальнейшие усовершенствования были сделаны в более поздний период династии Мин Сюй Гуанци и Иоганном Адамом Шаллем фон Беллом , немецким иезуитом, и были записаны в Чунчжэнь Лишу (Календарный трактат периода Чунчжэнь , 1628). [ необходимо разъяснение ] Традиционные китайские карты звездного неба включали 23 новых созвездия со 125 звездами южного полушария неба на основе знаний западных звездных карт; с этим улучшением китайское небо было интегрировано в мировую астрономию. [41] [42]
Исторически происхождение созвездий северного и южного неба существенно различается. Большинство северных созвездий относятся к античности, а их названия основаны в основном на классических греческих легендах. [11] Доказательства существования этих созвездий сохранились в виде звездных карт , старейшее изображение которых можно увидеть на статуе, известной как Атлас Фарнезе , основанной, возможно, на звездном каталоге греческого астронома Гиппарха . [43] Южные созвездия — более современные изобретения, иногда заменяющие древние созвездия (например, Argo Navis ). Некоторые южные созвездия имели длинные названия, которые были сокращены до более удобных форм; например, Musca Australis стала просто Musca. [11]
Некоторые из ранних созвездий никогда не были приняты повсеместно. Звезды часто группировались в созвездия по-разному разными наблюдателями, и произвольные границы созвездий часто приводили к путанице относительно того, к какому созвездию принадлежал небесный объект. До того, как астрономы очертили точные границы (начиная с 19 века), созвездия обычно выглядели как плохо определенные области неба. [44] Сегодня они следуют официально принятым обозначенным линиям прямого восхождения и склонения, основанным на тех, которые были определены Бенджамином Гулдом в эпоху 1875.0 в его звездном каталоге Uranometria Argentina . [45]
Атлас звездного неба 1603 года " Uranometria " Иоганна Байера распределил звезды по отдельным созвездиям и формализовал это разделение, присвоив звездам внутри каждого созвездия ряд греческих и латинских букв. Сегодня они известны как обозначения Байера . [46] Последующие звездные атласы привели к развитию принятых сегодня современных созвездий.
Южное небо, ниже склонения около −65° , было лишь частично каталогизировано древними вавилонянами, египтянами, греками, китайцами и персидскими астрономами севера. Знание того, что северные и южные звездные узоры различаются, восходит к классическим писателям, которые описывают, например, африканскую кругосветную экспедицию, заказанную египетским фараоном Нехо II в ок. 600 г. до н. э., и экспедицию Ганнона Мореплавателя в ок. 500 г. до н. э.
История южных созвездий не проста. Различные группы и различные названия были предложены различными наблюдателями, некоторые из которых отражали национальные традиции или были предназначены для продвижения различных спонсоров. Южные созвездия были важны с 14 по 16 века, когда моряки использовали звезды для небесной навигации . Итальянские исследователи, которые записали новые южные созвездия, включают Андреа Корсали , Антонио Пигафетта и Америго Веспуччи . [34]
Многие из 88 признанных МАС созвездий в этом регионе впервые появились на небесных глобусах, разработанных в конце XVI века Петрусом Планциусом , основанных в основном на наблюдениях голландских мореплавателей Питера Дирксона Кейзера [47] и Фредерика де Хаутмана . [48] [49] [50] [51] Они стали широко известны благодаря звездному атласу Иоганна Байера Uranometria 1603 года. [52] Еще четырнадцать были созданы в 1763 году французским астрономом Николя Луи де Лакайлем , который также разделил древнее созвездие Корабль Арго на три; эти новые фигуры появились в его звездном каталоге, опубликованном в 1756 году. [53]
Несколько современных предложений не сохранились. Французские астрономы Пьер Лемонье и Жозеф Лаланд , например, предложили созвездия, которые когда-то были популярны, но с тех пор были отвергнуты. Северное созвездие Quadrans Muralis сохранилось до 19 века (когда его название было присвоено метеорному потоку Квадрантиды ), но теперь разделено между Волопасом и Драконом .
Список из 88 созвездий был составлен для МАС в 1922 году. [5] Он примерно основан на традиционных греческих созвездиях, перечисленных Птолемеем в его «Альмагесте» во II веке и труде Арата «Феномен» , с ранними современными изменениями и дополнениями (самыми важными из которых являются введение созвездий, охватывающих части южного неба, неизвестные Птолемею) Петруса Планция (1592, 1597/98 и 1613), Иоганна Гевелия (1690) и Николя Луи де Лакайля (1763), [54] [55] [56] которые ввели четырнадцать новых созвездий. [57] Лакайль изучал звезды южного полушария с 1751 по 1752 год с мыса Доброй Надежды . Говорят, что за это время он наблюдал более 10 000 звезд, используя рефракторный телескоп с апертурой 0,5 дюйма (13 мм).
В 1922 году Генри Норрис Рассел составил список из 88 созвездий с трехбуквенными сокращениями для них. [58] Однако эти созвездия не имели четких границ между собой. В 1928 году МАС официально принял 88 современных созвездий с непрерывными границами [59] вдоль вертикальных и горизонтальных линий прямого восхождения и склонения, разработанных Эженом Дельпортом , которые вместе покрывают всю небесную сферу; [5] [60] этот список был окончательно опубликован в 1930 году. [4] Где это возможно, эти современные созвездия обычно разделяют имена своих греко-римских предшественников, таких как Орион, Лев или Скорпион. Целью этой системы является картографирование областей, т. е. разделение небесной сферы на непрерывные области. [54] Из 88 современных созвездий 36 находятся преимущественно в северном небе, а остальные 52 — в южном.
Границы, разработанные Дельпортом, использовали данные, которые восходят к эпохе B1875.0 , когда Бенджамин А. Гулд впервые выдвинул свое предложение обозначить границы небесной сферы, [61] предложение , на котором Дельпорт основывал свою работу. Следствием этой ранней даты является то, что из-за прецессии равноденствий границы на современной звездной карте, такой как эпоха J2000 , уже несколько перекошены и больше не являются идеально вертикальными или горизонтальными. [62] Этот эффект будет усиливаться с годами и столетиями.
Созвездия не имеют официальных символов, хотя созвездия эклиптики могут принимать знаки зодиака. [63] Символы других современных созвездий, а также более старых, которые все еще встречаются в современной номенклатуре, время от времени публиковались. [64] [65]
Великий Разлом, серия темных пятен в Млечном Пути, наиболее заметен в южном небе. [66] Некоторые культуры различали формы в этих пятнах. Члены цивилизации инков идентифицировали различные темные области или темные туманности в Млечном Пути как животных и связывали их появление с сезонными дождями. [67] [68] [69] Астрономия австралийских аборигенов также описывает созвездия темных облаков, самым известным из которых является «эму в небе», голова которого образована Угольным Мешком , темной туманностью, а не звездами. [70]
Сноски
Цитаты
Зодиак был введен между −408 и −397 и, вероятно, в течение нескольких лет после −400.