§ 6. Суточное вращение небесной сферы

Все звездное небо, или, иначе говоря, вся небесная сфера, совершает видимое равномерное вращение вокруг оси мира с востока на запад. Это движение - кажущееся, вызванное суточным вращением Земли с запада на восток. Мы уже говорили о том, что вблизи Полярной звезды расположена неподвижная точка небесной сферы - северный полюс мира. Мы также упоминали, что полюс мира находится на небесном меридиане и его высота над горизонтом равна географической широте точки наблюдения. В южном полушарии неба расположена вторая неподвижная точка небесной сферы - южный полюс мира. Линия, проходящая через оба полюса и, конечно, через центр небесной сферы, называется осью мира. Таким образом, ось мира расположена в плоскости небесного меридиана и наклонена к плоскости горизонта под углом, равным географической широте.

На рисунке 35 изображены математический горизонт SWNES, ось мира РР' и пути, совершаемые на небесной сфере различными звездами. Эти пути называются суточными параллелями. При суточном движении высота светила изменяется. Сначала светило поднимается в восточной стороне неба, затем достигает наибольшей высоты, пересекая меридиан в момент верхней кульминации, после чего переходит в западную часть неба, где постепенно его высота уменьшается. На рис. 35 направление суточного движения показано стрелками.

Рис. 35. Суточное вращение небесной сферы. Угол NOP равен географической широте φ

Из этого рисунка видно, что у некоторых звезд суточные, параллели проходят над плоскостью горизонта. Такие светила являются незаходящими. Нетрудно видеть, что у этих светил мы можем наблюдать их второе прохождение через меридиан при минимальной высоте над горизонтом. Такое положение светила (Q₂) называется нижней кульминацией. Чем дальше отстоит светило от полюса мира, тем больше описываемая им суточная параллель.

Постепенно отходя от полюса мира, мы встретим такое светило, у которого суточная параллель (а светило - в момент нижней кульминации) касается горизонта.

Светила, находящиеся еще дальше от полюса мира, заходят под горизонт и в своей нижней кульминации невидимы.

Наибольшая из суточных параллелей называется небесным экватором. Небесный экватор проходит через точки востока Е и запада W. Небесный экватор - это большой круг, который получается при пересечении небесной сферы плоскостью, проходящей через ее центр перпендикулярно к оси мира. Он делит небесную сферу на два полушария - северное и южное.

Существует множество звезд, суточные параллели которых для нас, жителей северного полушария Земли, проходят полностью под плоскостью горизонта. Такие звезды мы наблюдать не можем. Из того же рис. 35 видно, что при перемещении наблюдателя на юг ось мира будет наклоняться все больше, угол NOP = φ будет уменьшаться, область незаходящих звезд становится меньшей, но зато в правой части рисунка появятся суточные параллели ранее невидимых звезд. Вот, в частности, причина того, что северные обсерватории стремятся иметь свои южные отделения. Легко понять, что в Пулковской обсерватории, имеющей широту, близкую к 60°, точка «имнего солнцестояния поднимается только на 6°,5 над горизонтом, и многие наблюдения, в том числе наблюдения над Солнцем, становятся зимой невозможными.