В эпоху смартфонов с GPS и MapQuest вы, вероятно, уже знакомы с системой географических координат, которая обычно используется для описания местоположений на сферической поверхности Земли. Эта система основана на широте, расстоянии к северу или югу от земного экватора, и долготе, которая является расстоянием к востоку или западу от нулевого меридиана, воображаемой линии, которая проходит с севера на юг через Гринвич, Англия. Расстояния измеряются в градусах - 90 градусов в каждом направлении для широты и 180 в каждом направлении для долготы - и минут, секунд и долей секунды. (Чтобы узнать больше о том, как работает эта система, посетите эти страницы Геологической службы США и Центра знаний IBM.)
GPS на Земле
Эта система позволяет вам получить координаты всего, от Эмпайр Стейт Билдинг (40°44'55,4" N 73°59'08,5" W) до места в пустыне, где U2 стрелял обложка их альбома 1987 года "The Joshua Tree" (36°19'51.00″N, 117°44'42.88″W, согласно блогу Desert Road Trippin').
Хорошо, значит, ты это знал. Но вот кое-что, чего вы, вероятно, не знали, если только вы не астроном. Также возможно описать местоположение небесного объекта в ночном небе, используя то, что по сути является расширением географических координат для создания воображаемой сферы, окружающей Землю.
Координаты в небе
«Цель состоит в том, чтобы иметь возможность однозначно указать местоположение на небе. Это точно так же, как широта и долгота на Земле», - объясняет в электронном письме Рик Финберг, пресс-атташе Американского астрономического общества. «Если вы попросите кого-нибудь встретиться с вами в Литтлтоне, штат Колорадо, на 39°36’47.9484''северной широты, 105°0'59,9292''з.д. они будут знать не только в каком городе вы находитесь, но и на каком углу улицы вы ждете. Кому-то другому было бы не очень полезно знать только то, в каком городе ты находишься - тебе нужно быть более точным, если у тебя есть надежда, что другой человек тебя найдет."
Точно так же, объясняет он, если астроном обнаруживает сверхновую или астероид и хочет, чтобы другие наблюдали за ним, предоставление небесных координат - это способ убедиться, что все смотрят на одно и то же.
Эта система существует с древних времен. «Идея небесных координат действительно предполагает, что небо - это сфера, окружающая Землю. Эта идея восходит к ранней вере в то, что Земля была центром всего сущего», - Кристофер Пальма, профессор-преподаватель и доцент программы бакалавриата на факультете астрономии и физики Университета штата Пенсильвания, говорится в электронном письме. «Несмотря на то, что теперь мы знаем, что это неправда, по-прежнему верно, что небо кажется сферой, окружающей нас, поэтому мы можем использовать сферические координаты для определения любого места на небе."
Склонение и Вознесение
При этом небесная система координат имеет некоторые отличия. Вместо широты, например, используется так называемое склонение для описания расстояния к северу или югу от небесного экватора, а вместо долготы прямое восхождение описывает ориентацию восток-запад.
«Как и любая система координат, она нуждается в нулевой точке/калибровке, - объясняет Пальма. «Для небесных координат мы проецируем земной экватор на небо, и так же, как широта измеряет градусы к северу или югу от земного экватора, склонение измеряет угол к северу или югу от небесного экватора. Так, например, звезда Спика, которая сегодня вечером в большинстве мест в США очень заметен на южном небе, имеет склонение -11 градусов 10 минут, так что на самом деле он находится к югу от небесного экватора.
«Что касается долготы на Земле, мы произвольно назначили Гринвич, Англия, нулевым меридианом», - говорит Пальма.«Первый меридиан системы прямого восхождения называется «Первая точка Овна» и определяется как положение Солнца на небе при его движении с юга на север вдоль эклиптики» - воображаемая линия, обозначающая путь Солнца - "и проходит через небесный экватор. Когда Солнце находится в этом месте, на Земле наступает весеннее (или мартовское) равноденствие. Прямое восхождение оттуда увеличивается к востоку. Итак, звезда на небе, которая находится ровно на полпути по небу от Солнца в день весеннего равноденствия, будет иметь прямое восхождение 180 градусов."
«Однако, поскольку небо вращается, мы не часто используем градусы для его измерения», - продолжает Пальма. «Вместо этого мы выражаем углы в часах. Таким образом, 180 градусов равняются 12 часам прямого восхождения. Та же самая звезда, о которой я упоминал выше, Спика, имеет RA 13 часов 25 минут. Это можно интерпретировать как точку на небе, которая составляет [13h25m (180 градусов/12 часов)]=201,25 градуса на небе к востоку от положения Солнца в день весеннего равноденствия."
Астрономическая навигация для мореплавателей
Как объясняет Финберг, небесные координаты используют не только астрономы. «Любой, кто ориентируется по звездам, тоже пользуется ими», - говорит он. «Несмотря на то, что на всех современных кораблях и лодках есть системы GPS, моряки и другие моряки обязаны изучать астрономическую навигацию на случай, если GPS выйдет из строя. Если вы сможете увидеть Полярную звезду, то есть Полярную звезду, вы узнаете, где север… и, в более широком смысле, какие пути ведут на юг, восток и запад. Вы также будете знать свою широту, так как высота Полярной звезды над горизонтом равна вашей широте. И если у вас есть точные часы, вы также можете найти вашу долготу, сверившись с таблицей, в которой звезды находятся точно на юге в то время, которое вы наблюдаете."
А теперь интересно
Помимонебесных координат существуют и другие системы описания расположения объектов в пространстве, по словам Патрика Даррелла, профессора физики и астрономии и директора Планетария Уорда Бичера в Государственном университете Янгстауна.«Другая широко используемая система использует галактические координаты - галактическую долготу и галактическую широту - обе измеряются в градусах от центра Млечного Пути», - объясняет он в электронном письме..