Что такое верхняя и нижняя кульминация светила в астрономии

Что такое кульминация звёзд

Как оказалось, не все знают, что такое кульминация звёзд. По определению, кульминация означает наиболее высокий момент чего-либо. Собственно говоря, в астрономии под этим подразумевают наивысший момент движения космического объекта.

Итак, кульминация звезды — это момент её прохождения сквозь небесный меридиан во время суточного движения светила.

Стоит напомнить, что небесный меридиан является кругом сферы неба, который проходить сквозь зенит, полюс мира, а также южный полюс мира и надир.

Полюс мира представляет собой, можно сказать, отправную точку. Она лежит на небесной сфере, и как раз вокруг неё происходит видимое суточное движение звёзд. Причем перемещаются они по кругу параллельно экватору.

На Земле, как и в космосе — всегда есть на что посмотреть. Например сериалы Нетфликс, которые не оставят вас равнодушными.

Какая бывает кульминация звезд

Любое светило в течение суток пересекает меридиан неба в двух точках. Другими словами, вот этот момент и называется кульминацией.
Период между описываемым пересечением звёздных тел составляет половину суток, то есть 12 часов.

Так как кульминация звёзд происходит два раза за сутки, то она бывает двух видов:

Как рассчитывается кульминация звёзд

Поскольку высота полюса мира над горизонтом равна географической широте местности, то определить значения момента пересечений звёздного тела и небесного меридиана не так уж сложно.

В действительности, верхняя и нижняя кульминация звезды рассчитывается по формуле:

Формулы определения кулиминаций

где h — высота, ф — географическая широта и δ — склонение.

Получается, что если известно склонение и высота звезды в момент кульминации, то можно рассчитать географическую широту местности, откуда проводятся наблюдения.

Что интересно, незаходящая звезда для определённой географической широты наблюдается и в верхней, и в нижней кульминации. А вот если светило находится далеко от небесного экватора в сторону юга, то его пересечение с меридианом может быть незаметно.

Звёзды в космосе

Для понимания, как и когда происходит кульминация звёзд можно обратиться к нашему главному светилу. Правда, самый простой пример, это Солнце. Оно, как и другие звёзды, два раза в сутки пересекает небесный меридиан. И все мы хорошо знаем это время. Во-первых, верхняя солнечная кульминация-это полдень. Во-вторых, спустя половину суток (12 часов), наступает полночь или нижняя кульминация.

Как видно, люди долгое время наблюдали за движением небесных тел. Они выделили определённые особенности и научились применять их в своей жизни. В целом, само наблюдение за загадочными и светящимися звёздными точками, небесной сферой и космосом безумно увлекательное и красивое зрелище.

Источник

Кульминация (астрономия)

Кульминация (астрономия) — момент прохождения светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе: моменты прохождения светилом точек пересечения суточной параллели светила и небесного меридиана.

Различают верхнюю и нижнюю кульминации. В момент верхней кульминации светило поднимается на максимальную высоту над горизонтом. В момент нижней кульминации светило опускается на минимальную высоту, в некоторых случаях может оказаться под горизонтом.

Также, различают верхнюю кульминацию к северу и к югу от зенита. Если светило кульминирует к югу от зенита, то, в момент кульминации, его астрономический азимут равен 0°, а если светило кульминирует к северу от зенита, то его азимут в момент кульминации равен 180°.

Зная склонение светила δ и широту места наблюдения φ, можно вычислить зенитные расстояния этого светила в моменты кульминаций:

Похожим способом, наблюдая какую-либо звезду в верхней и нижней кульминации, можно определить её склонение и широту места наблюдения. Если верхняя кульминация звезды происходит к югу от зенита, то

а если к северу от зенита, то

См. также

Литература

Ссылки

Небесная механика
Законы и задачи	Законы Ньютона • Закон всемирного тяготения • Законы Кеплера • Задача двух тел • Задача трёх тел • Гравитационная задача N тел • Задача Бертрана • Уравнение Кеплера
Небесная сфера	Система небесных координат: галактическая • горизонтальная • первая экваториальная • вторая экваториальная • эклиптическая • Международная небесная система координат • Сферическая система координат • Ось мира • Небесный экватор • Прямое восхождение • Склонение • Эклиптика • Равноденствие • Солнцестояние • Фундаментальная плоскость
Параметры орбит	Кеплеровы элементы орбиты: эксцентриситет • большая полуось • средняя аномалия • долгота восходящего узла • аргумент перицентра • Апоцентр и перицентр • Орбитальная скорость • Узел орбиты • Эпоха
Движение небесных тел	Движение Солнца и планет по небесной сфере • Эфемериды Конфигурации планет: противостояние • квадратура • парад планет • Кульминация • Сидерический период • Орбитальный резонанс • Период вращения • Предварение равноденствий • Синодический период • Сближение Затмение: солнечное затмение • лунное затмение • сарос • Метонов цикл • Покрытие • Прохождение • Либрация • Элонгация • Эффект Козаи • Эффект Ярковского • Эффект Джанибекова
Астродинамика
Космический полёт	Космическая скорость: первая (круговая) • вторая (параболическая) • третья • четвёртая Формула Циолковского • Гравитационный манёвр • Гомановская траектория • Метод оскулирующих элементов • Приливное ускорение • Изменение наклонения орбиты • Стыковка • Точки Лагранжа • Эффект «Пионера»
Орбиты КА	Геостационарная орбита • Гелиоцентрическая орбита • Геосинхронная орбита • Геоцентрическая орбита • Геопереходная орбита • Низкая опорная орбита • Полярная орбита • Тундра-орбита • Солнечно-синхронная орбита • Молния-орбита • Оскулирующая орбита

Полезное

Смотреть что такое «Кульминация (астрономия)» в других словарях:

Квадратура (астрономия) — Конфигурации планет. У этого термина существуют и другие значения, см. Квадратура. Квадратура в астрономии такая конфигурация Луны или верхней планеты (то есть план … Википедия

Прохождение (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Прохождение. Прохождение или астрономический транзит это астрономическое явление, во время которого с точки зрения наблюдателя из определённой точки одно небесное тело проходит перед другим… … Википедия

Соединение (астрономия) — Схема соединения Марса с Солнцем Соединение (в астрономии) такая конфигурация небесных тел, при которой их эклиптические долготы равны[1][2][3]. Иногда использ … Википедия

Конфигурация (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Конфигурация. Конфигурации планет Конфигурация характерное взаимное положение Солнца … Википедия

Элонгация (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Элонгация. Элонгация астрономический термин, означающий угловое расстояние между Солнцем и планетой (или Луной) при наблюдении с Земли. Термин используется также для обозначения углового… … Википедия

Эпоха (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Эпоха. Эпоха в астрономии момент времени, для которого определены астрономические координаты или элементы орбиты. Астрономические координаты могут быть пересчитаны из одной эпохи в другую с… … Википедия

Склонение (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Склонение. Экваториальная система координат Склонение (δ) в астрономии одна из двух координат … Википедия

Зенит (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Зенит. Диаграмма, показывающая соотношение зенита, надира и горизонта (в различных определениях). Заметим, что зенит противоположен надиру … Википедия

Покрытие (астрономия) — У этого термина существуют и другие значения, см. Покрытие (значения). Покрытие это астрономическое явление, во время которого, с точки зрения наблюдателя из определенной точки, одно небесное тело проходит перед другим небесным телом,… … Википедия

Солнцестояние — У этого термина существуют и другие значения, см. Солнцестояние (значения). Даты и время солнцестояний и равноденствий по UTC 0 год Равноденствие Март Солнцестояние Июнь Равноденствие Сентябрь Солнцестояние Декабрь день время день время день… … Википедия

Источник

Кульминация (астрономия)

Для положения, измеренного с помощью угла места h, указывается время прохождения этого положения. Угол возвышения отрицательный, когда кульминация находится ниже горизонта и не видна. Обычно это относится к нижней кульминации.

оглавление

Угол возвышения на кульминации

по следующим формулам (они точны только в том случае, если точка кульминации находится на меридиане ):

Кульминационная высота и видимость

Верхняя кульминация звезды находится в северном полушарии Земли.

нижняя кульминация, если она видна, всегда находится к северу от зенита (за северным полюсом).

Кульминация и меридиан

В случае неподвижного астрономического объекта, направление которого не меняется от Земли, кульминация и меридиональный проход идентичны. Точки кульминации лежат на (астрономическом) меридиане места наблюдения с часовым углом 0 в верхней кульминации и часовым углом 12 ч (= 180 °) в нижней кульминации. Азимут равен 0 ° или 180 °; Таким образом, собственность находится на севере или на юге.

Кульминация и звездное время

т s т е р п т s О п п е ≈ 0,997 27 1 <\ displaystyle <\ frac>>>>> \ приблизительно <\ frac <0 <,>99727> <1>>>

Источник

Кульминация (астрономия)

Из Википедии — свободной энциклопедии

Кульминация (астрономия) — прохождение центра светила через небесный меридиан в процессе его суточного движения. Иначе — прохождение центром светила точки пересечения суточной параллели светила и небесного меридиана.

Также различают верхнюю кульминацию к северу и к югу от зенита. Если светило кульминирует к югу от зенита, то в момент кульминации его астрономический азимут равен 0°, а если светило кульминирует к северу от зенита, то его азимут в момент кульминации равен 180°.

z ↓ = ( φ + δ ) − 2 φ e P <\displaystyle z_<\downarrow >=(\varphi +\delta )-2\varphi _>

Подобно тому, как северную географическую широту и северное склонение принято считать положительными величинами, а южную — отрицательными, можно присвоить знак и зенитному расстоянию. Удобно пользоваться правилом: если тень наблюдателя (действительная или воображаемая) от светила падает в северную — положительную — сторону, то и зенитное расстояние светила положительно, если в южную, — зенитное расстояние отрицательно. То же правило получается из рассмотрения астрономического азимута светила: при кульминации южнее зенита астрономический азимут светила равен 0°, и cos ⁡ ( 0 ∘ ) = + 1 <\displaystyle \cos(0^<\circ >)=+1> ; при кульминации севернее зенита азимут равен 180°, cos ⁡ ( 180 ∘ ) = − 1 <\displaystyle \cos(180^<\circ >)=-1> . Алгебраически знак зенитных расстояний получится при вычислениях, соблюдающих соглашения о знаках широт и склонений.

Наблюдая какое-либо светило в верхней и нижней кульминации, можно определить его склонение, а также широту места наблюдения:

δ = φ e P − z ↑ − z ↓ 2 <\displaystyle \delta =\varphi _—<\frac -z_<\downarrow >><2>>>

φ = φ e P + z ↑ + z ↓ 2 <\displaystyle \varphi =\varphi _+<\frac +z_<\downarrow >><2>>>

Наблюдая верхние кульминации звёзд по разные стороны от зенита на близких зенитных расстояниях, также можно определять широту. Для этого необходимо знать склонения обеих звёзд, зато точность такого измерения значительно возрастает. Этот метод известен как способ Талькотта. Если северная звезда находится в верхней кульминации, то формула принимает такой вид [2] :

φ = ( z S − z N ) + ( δ S + δ N ) 2 <\displaystyle \varphi =<\frac <(z_-z_)+(\delta _+\delta _)><2>>>

Если же северная звезда находится в нижней кульминации, формула выглядит так:

φ = ( z S − z N ) + ( 180 ∘ + δ S − δ N ) 2 <\displaystyle \varphi =<\frac <(z_-z_)+(180^<\circ >+\delta _-\delta _)><2>>>

Источник

Верхние и нижние кульминации — выводы формул

Продолжим разговор о кульминации светил. Основные понятия можно найти в первой статье о кульминациях.

Верхняя кульминация к югу от зенита

Как нам уже известно, высота полюса мира над горизонтом равна широте места наблюдения. NS — плоскость математического горизонта, PP’ — ось мира, P — северный полюс мира. Отсюда следует, что

∠NOP = φ,

где φ – широта места наблюдения. Тогда

∠NOQ’ = β = 90° – φ = ∠SOQ (как вертикальные).

Поскольку QQ’ — небесный экватор, а KK’ — суточная параллель светила, то

∠QOK = δ

Наша задача – найти зависимость высоты светила над горизонтом в момент его верхней кульминации к югу от зенита от широты места наблюдения и склонения светила. Следовательно, нас интересует

∠SOK = h = β + δ = 90° – φ + δ.

высота светила над горизонтом в момент верхней кульминации к югу от зенита
h = 90° – φ + δ

Верхняя кульминация к северу от зенита

Опираясь на опыт, полученный в предыдущем выводе, понимаем, что

∠POK = 90° – δ

∠NOP = φ

∠NOK = h = ∠POK + ∠NOP = 90° – δ + φ

высота светила над горизонтом в момент верхней кульминации к северу от зенита
h = 90° – δ + φ

Нижняя кульминация к северу от надира

Как видно из рисунка:

∠NOP = ∠NOK’ + ∠K’OP = h + ∠K’OP = φ

∠K’OQ’= ∠NOK’ + ∠NOQ’ = h + ∠NOQ’ = δ

высота светила над горизонтом в момент нижней кульминации к северу от надира
h = φ + δ – 90°

Нижняя кульминация к югу от надира

Сейчас важно понимать, что склонение светила отрицательно и высота должна получиться отрицательной.

но поскольку склонение отрицательно, а высота должна получиться отрицательной, то ∠K’OP’ = –90° – δ

∠K’OS = ∠K’OP’ + ∠P’OS = –90° – δ + φ,

но поскольку высота должна быть отрицательной, то ∠K’OS = –90° – δ – φ.

высота светила над горизонтом в момент нижней кульминации к югу от надира
h = –φ – δ – 90°

Источник