VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Для понимания звездного времени рассмотрим небесную сферу. На модели небесной сферы можно показать связь звездного времени с прямым восхождением (α) и часовым углом (t). Звездное время – это промежуток времени, между двумя последовательными одноименными кульминациями, точки весеннего равноденствия на одном и том же меридиане.S = α + t или S = t_{γ. .} Часовой угол t – это дуга небесного экватора от ее верхней точки Q’ до круга склонения светила m по ходу часовой стрелки. Часовой угол изменяется от 0- 24 ^h(0 – 360 ^ͦ ). Прямое восхождение α – дуга небесного экватора от точки γ до круга склонения светила против хода часовой стрелки и изменяется от 0 до 24^h(0 – 360 ^ͦ.). Другими словами, звездное время это и есть часовой угол точки весеннего равноденствия, то есть дуга небесного экватора от ее верхней точки Q’ до точки весеннего равноденствия по ходу часовой стрелки [1] ,[3],[4].

На небесной сфере, показано связь звездного времени с прямым восхождением (α) и часовым углом (t).

Рис. 1 - Небесная сфера

На небесной сфере отмечены следующие точки: Z –зенит, Z’ – надир, Z Z’ – отвесная линия, *M – небесный объект, NS – истинный горизонт, γ – точка весеннего равноденствия, t – часовой угол, α – прямое восхождение, S – звездное время.

Рассмотрим некоторые примеры решения задач с использованием звездного времени.

Задача 1.

Условие: Определить звездное время в городе Белгороде в момент известного звездного времени в городе Уфе Sу = 0^h59^m.

Дано: Sу = 0^h59^m, λу = 3^h 43,8 ^m , λ_Б = 2 ^h 1,4 ^m

Решение

S₁ – S₂ = λ₁ – λ₂

S_Б = Sу – λу + λ_Б

S_Б = 0^h 59 ^m

S_Б= 0^h 59 ^m - (3^h 43,8 ^m - 2 ^h 1,4 ^m ) = 0^h 59 ^m - 1^h 42,4 ^m = 23 ^h 16,6 ^m

Таблица 1

Город	λ
Уфа	3h 43,8 m	0h 59 m
Белгород	2 h 1,4 m	23 h 16,6 m

Ответ: S_Б = 23 ^h 16,6 ^m

Задача 2.

Условие: :Найти звездное время в моменты восхода и захода точек равноденствий, в моменты обеих кульминаций (4 основных точек эклиптики) и указать моменты принимаемой за начало звездных суток.

Решение:

В основе звездного времени лежат звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же меридиане.

За начало звездных суток принят момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия (S = 0^h).

Точка верхней кульминации и точка нижней кульминации должны быть диаметрально противоположены, следовательно, если мы принимаем точки весеннего равноденствия верхней кульминации за 0^h, то нижняя кульминация наступит через 12^h.

Точки восхода и захода также диаметрально противоположны. За верхней кульминацией идет заход, то есть через 6^h, а заход и восход также диаметрально противоположны, то есть наступит через 12^h, 6^h+ 12^h= 18^h.

Точка весеннего равноденствия и точка осеннего равноденствия на небесной сфере взаимно диаметрально противоположны. Это означает, что у них разница в верхней кульминации 12^h, то есть, если в точке весеннего равноденствия в верхней кульминации 0^h, то в точке осеннего равноденствия верхняя кульминация будет равна 0^h+ 12^h=12^h . Нижняя кульминация равна 0^h (из-за разницы в 12^h). Затем по аналогии заполняем остальные колонки таблицы.

Точка летнего солнцестояния и точка зимнего солнцестояния, как и точки весеннего, осеннего равноденствия – взаимно диаметрально противоположны.

Поэтому, раз мы изначально за начало звездных суток приняли момент верхней кульминации точка весеннего равноденствия 0^h, то по вертикали данного столбца разница должна быть в 6 ^h(0^h , 6 ^h, 12^h,18^h). И по аналогии заполняем оставшиеся колонки таблицы соблюдая разницу во времени (6 ^h). Результат выполнения задания представлен в таблице.

Таблица 2

Точка	Звездное время S в момент
	восхода	верхней кульминации	захода	нижней кульминации
22.03 точка весеннего равноденствия	18h	0h	6h	12h
22.06. точка летнего солнцестояния	0h	6h	12h	18h
22.09. точка осеннего равноденствия	6h	12h	18h	0h
22.12. точка зимнего солнцестояния	12h	18h	0h	6h

Физический смысл звездного времени:

1. Для одного и того же физического момента уравнение времени на всех земных меридианах одинаково.

2. Звездное время в двух пунктах земной поверхности в один и тот же физический момент не совпадает, так как у городов различная долгота λ, а звездное время и долгота связаны соотношением: S1 – S2 = λ1 - λ2.

3. Часовые углы различных небесных светил в один и тот же момент времени в одном и том же пункте наблюдения будут различаться, так как светила имеют разное прямое восхождение α , а t и α связаны соотношением t = S – α.

Литература:

1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии: Учебное пособие / под ред. В.В. Иванова. – М.: Едиториал УРСС, 2001;

2. Астрономический ежегодник на 2014 год. – СПб.: Наука, 2013;

3. Геодезическая астрономия применительно к решению инженерно-геодезических задач / И.С. Пандул. – СПб.: Политехника, 2010;

4. Труды ИПА РАН. Вып. 10. В.А. Брумберг, Н.И. Глебова, М.В. Лукашева, А.А. Малков, Е.В. Питьева, Л.И. Румянцева, М.Л. Свешников, М.А. Фурсенко. Расширенное объяснение к «Астрономическому ежегоднику». – СПб.: ИПА РАН, 2004.

Код для цитирования: Скопировать