Рис. 5. Горизонтальные координаты.
Для определения положения на небе любого астрономического объекта необходимо иметь систему отсчета, или систему координат, которая каждой точке на небесной сфере ставит в соответствие определенную пару чисел Два числа, или две координаты, обычно указывают, «как далеко в сторону» и «как высоко» расположена точка, аналогично тому как долгота и широта определяют положение объекта на земной поверхности. Вы можете встретиться с несколькими системами координат; здесь мы опишем четыре из них: горизонтальную, экваториальную, эклиптическую и галактическую системы. Каждая система координат получает свое название по имени основной плоскости, которая используется для отсчета. Например, в эклиптической системе координат измерения ведутся по отношению к плоскости эклиптики, т. е. плоскости земной орбиты вокруг Солнца. В следующих параграфах мы увидим, как, зная положение объекта в одной системе, найти его координаты в другой системе. Мы также узнаем, как описывать положение точки на поверхности Солнца, как решить задачу вычисления времени восхода и захода, как учитывать влияние земной прецессии, атмосферной рефракции и параллакса на видимое положение небесного объекта.
Горизонтальные координаты объекта на небе — азимут и высота — измеряются относительно плоскости горизонта наблюдателя (рис. 5). Предположим, что наблюдатель находится в точке О; тогда его горизонт — это круг NESW , где буквы означают соответственно север (N), восток (E), юг (S), запад (W). Заметим, что направление на север означает направление не на магнитный северный полюс, а на Северный полюс, определяемый осью вращения Земли. Представьте себе, что звезды расположены на поверхности полусферы, в центре которой находится наблюдатель, как показано на рис. 5. Сфера, частью которой является эта полусфера, называется небесной. Точка прямо над головой наблюдателя называется зенитом, направление OZ определяется отвесной линией в точке наблюдения. Рассмотрим теперь звезду X и мысленно проведем большой круг (т. е. круг на поверхности сферы, центр которого совпадает с центром сферы) через точки Z и X, он пересечет горизонт в точке В. Высота звезды над горизонтом а — это угол с вершиной в точке О, опирающийся на дугу ХВ. Азимут А — это угол с вершиной О, опирающийся на дугу NB. Таким образом, высота определяет в градусах «насколько высоко» (высота под горизонтом считается отрицательной), а азимут — «как далеко в сторону» от направления на север расположена звезда; азимут тоже измеряется в градусах. Угол А возрастает от О до 360° по мере поворота в направлении север—восток— юг—запад. В точке севера азимут равен 0°, в точке юга 180° и т. д.
Рис. 5. Горизонтальные координаты.
Высота и азимут всех небесных тел, за исключением стационарных спутников, постепенно изменяются по мере вращения Земли. Поэтому описанная система координат превосходно служит при наведении вашего телескопа, но оказывается не столь хорошей при определении положений звезд. Для этого необходима другая система координат, не зависящая от вращения Земли. Она описана в следующем параграфе.
