Аспан сферасы

Жұлдыздардың көрінетін тәуліктік қозғалысы

Жердің өз осінен айналуына байланысты жұлдыздар аспанда орын ауыстырып, қозғалып жүргендей болып көрінеді. Егер солтүстік жарты шардың орта ендіктерінде тұрып, көкжиектің оңтүстік жағына қарап бақыласақ, жұлдыздардың көкжиектің шығыс жағында туып, оңтүстікке қарай көтеріліп, батыс жағында бататынын байқаймыз. Көрінерлік қозғалыс сағат тілі бағытымен — солдан оңға қарай жүреді.

Негізгі байқау

Темірқазық жұлдызы көкжиекке қатысты орнын аса өзгертпей, «қозғалмай» тұрғандай көрінеді.

Қалған жұлдыздар

Басқа жұлдыздар бір тәулік ішінде центрі Темірқазық маңында орналасқан толық шеңберге жуық жол сызады.

Себебі

Бұл — аспанның шын мәніндегі айналысы емес, Жердің батыстан шығысқа қарай айналуынан туындайтын көрінерлік құбылыс.

Жұлдыз жолдарын фотоға түсіру тәжірибесі

Жұлдыздардың тәуліктік қозғалысын айсыз түнде қарапайым тәжірибемен анық көруге болады. Фотоаппаратты «шексіздікке» фокусқа келтіріп, Темірқазыққа бағыттап, қозғалмайтындай етіп бекітіңіз. Объектив толық ашық тұратындай режимде затворды 30–60 минутқа ашсаңыз, алынған кадрда жұлдыздардың іздері — концентрлі доғалар көрінеді.

Кілт ұғымдар

Солтүстік дүние полюсі: Доғаның ортақ центрі — тәуліктік қозғалыста «орнында» қалатын шартты нүкте.
Темірқазықтың орны: Темірқазық солтүстік дүние полюсіне өте жақын орналасқандықтан, оның ізі өзгелерге қарағанда аз доға сызады.
Оңтүстік дүние полюсі: Солтүстік полюске диаметральды қарама-қарсы нүкте; солтүстік жарты шарда ол көкжиектің төменгі жағында жатады.

Экспозиция уақыты нені көрсетеді?

Экспозиция неғұрлым ұзақ болса, жұлдыз соғұрлым үлкен доға сызады. Мысалы, 2 сағаттық экспозицияда доға ұзындығы шеңбердің шамамен 1/12 бөлігіне тең. Демек, 2 сағатта аспан күмбезі 360° / 12 = 30° бұрылады, ал бір тәулікте толық айналым жасайды.

Тәуліктік айналыс кезінде жұлдыздардың өзара орналасуы өзгермейді. Сондықтан бізге олар өте үлкен шардың ішкі бетінде «жапсырылғандай» болып көрінеді. Шын мәнінде жұлдыздар кеңістікте қозғалады және олардың арақашықтықтары әртүрлі, бірақ қысқа уақыт аралықтарында аспан құбылыстарын сипаттау үшін бұл модель өте ыңғайлы.

Аспан сферасы: ыңғайлы математикалық модель

Аспанның тәуліктік айналысын зерттеуде аспан сферасы деп аталатын математикалық салу қолданылады. Бұл — центрі бақылау нүктесінде орналасқан, радиусы кез келген мәнге тең деп алынатын ойша сфера. Оның бетіне жұлдыздардың, Күннің, Айдың, ғаламшарлардың көрінерлік орындары проекцияланады; ыңғайлы болу үшін әртүрлі нүктелер мен сызықтар жүргізіледі.

Көрінерлік айналыс бағыты

Аспан сферасы шығыстан батысқа қарай айналатындай болып көрінеді. Бұл — Жердің өз осінен батыстан шығысқа қарай айналуының салдары.

Дүние осі және полюстер

Аспан сферасының көрінерлік айналу осі дүние осі деп аталады. Ол Жер осімен беттес деп қатаң айту дәл болмаса да, іс жүзінде оған параллель деп қарастыру үлкен қателікке әкелмейді. Дүние осі аспан сферасын екі нүктеде — дүние полюстерінде — қиып өтеді.

Қазіргі кезде дүниенің солтүстік полюсіне өте жақын маңда Кіші Аю шоқжұлдызының α жұлдызы — Темірқазық орналасқан.

Географиялық ендік және аспанның әртүрлі көрінісі

Бақылаушы шар пішінді Жер бетінде тұрғандықтан, жұлдызды аспан көрінісі оның географиялық ендігіне қарай өзгереді. Ендік өзгерген сайын шырақтардың тәуліктік параллельдері көкжиекке қатысты әртүрлі бұрышпен орналасады.

Жердің солтүстік полюсі

Бақылаушыға аспан сферасының тек солтүстік жарты шары көрінеді. Тәуліктік параллельдер көкжиекке параллель, сондықтан жұлдыздар «туып-батпайды».

Орта ендіктер

Полюстен экваторға қарай жылжыған сайын дүние полюсінің зениттен бұрыштық қашықтығы артады. Аспан экваторы мен көкжиек арасындағы бұрыш ұлғайып, көптеген жұлдыздар туып-бата бастайды.

Жер экваторы

Дүние полюстері көкжиектің дәл солтүстік және оңтүстік нүктелеріне түседі, ал аспан экваторы зенит арқылы өтеді. Жұлдыздар шығыстан тікке жуық көтеріліп, батысқа сол қалпында төмендейді; бақылаушы аспанның екі жарты шарының жұлдыздарын да көре алады.

Шырақтың кульминациясы (шарықтауы)

Көптеген шырақ көкжиектің шығыс жағынан көтеріліп, біртіндеп биіктеп, аспан меридианынан өтеді. Біраз уақыттан кейін ол төмендеп, шамамен 12 сағаттан соң меридианнан екінші рет өтеді. Шырақтың меридианнан өту құбылысы кульминация деп аталады; демек, бір тәулікте шырақ меридианнан екі рет өтеді.

Екі түрі

Жоғарғы кульминация — шырақ меридианды полюстің оңтүстік жағынан қиып өтеді және көкжиектен ең жоғары биіктікте болады.
Төменгі кульминация — шырақ меридианды көкжиектің төменгі жағында қиып өтеді және ең төменгі қалыпта болады.

Батпайтын жұлдыздарда екі кульминация да көкжиектің үстінде болады, ал тумайтын жұлдыздарда екеуі де көкжиектің астында қалады.

Күннің жоғарғы кульминациясы — шын талтүс, төменгі кульминациясы — шын түн ортасы.

Орта ендіктерде шырақ белгілі бір мезетте шығыс көкжиектен шығып, көтеріле отырып меридиан арқылы ең жоғары биіктігіне жетеді. Одан кейін қозғалысын көкжиектің астында жалғастырып, меридианды тағы қиып өтеді — бұл оның төменгі шарықтауы. Кейін ол қайтадан көкжиектен шығу нүктесіне дейін өз жолын аяқтайды.

Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы және есептер

Жұлдызды аспанның жылжымалы картасы (қондырма дөңгелек) арқылы әртүрлі астрономиялық есептерді шығаруға болады: берілген жерде жұлдыздардың шығу-батуын, сондай-ақ жоғары және төмен шарықтау уақыттарын анықтау.

Картаны қолданудың қысқа нұсқаулығы

1 Қондырма дөңгелектің сағаттық жиегіндегі уақытты картаның жиегіндегі күн санымен сәйкестендіріңіз.
2 Ойық терезеде сол мезетте аспанда көрінетін жұлдыздар пайда болады.
3 Талтүстік сызық бойындағы жұлдыздар шарықтау шегінде болады; шығыс бөлікте — жаңа туып келе жатқан, батыс бөлікте — батып бара жатқан жұлдыздар орналасады.

Қазақ халық астрономиясындағы «жұлдыз ережесі» және гелиакал құбылыстар

Қазақ халық астрономиясында кейбір жұлдыздар мен шоқжұлдыздардың шығуы мен батуының заңдылықтарын тұжырымдайтын жұлдыз ережелері бар. Соның бірі: «Үркер, Үшарқар–Таразы және Сүмбіле үш айда туып, бір айда батар» деп айтылады. Бұл ереже шырақтардың ең соңғы кешкі батуы мен таңертеңгі ең алғашқы тууына қатысты, олар гелиакал бату және гелиакал туу деп аталады.

Гелиакал туу мен бату мезгілдері бақылаушының географиялық ендігіне тәуелді. Жылжымалы картамен жуықтап есептеу үшін қондырма дөңгелекті тиісті шырақтар терезенің ішкі жиегінің батыс тұсына келгенше айналдырып, уақыт шкаласы мен күн-ай жиектерін салыстырады.

Кешкі бату (жуық мәндер)

Есептеу бойынша Үркер, Үшарқар–Таразы және Сүмбіле шамамен 5–15 мамыр аралығында, жергілікті уақытпен 20:00 шамасында батады.

Таңғы туу (жуық мәндер)

Үркер: шамамен 23 маусым, жергілікті уақытпен 02:00.
Үшарқар–Таразы: шамамен 27 шілде, 03:25.
Сүмбіле: шамамен 20 тамыз, 03:54.

Ескерту: көрсетілген күндер мен уақыттар — карта арқылы алынатын жуық шамалар; нақты мәндер бақылау орнының ендігіне, жергілікті көкжиек жағдайына және уақыт белдеуін қолдану тәсіліне байланысты өзгеруі мүмкін.