Кульминация

В наблюдательной астрономии кульминацией является прохождение небесного объекта (например , Солнца , Луны , планеты , звезды , созвездия или объекта дальнего космоса наблюдателя ) через местный меридиан . ^[1] Эти события также известны как прохождения меридианов , используются для измерения времени и навигации и точно измеряются с помощью транзитного телескопа .

В течение каждого дня каждый небесный объект движется по круговой траектории на небесной сфере из-за вращения Земли, создающего два момента, когда она пересекает меридиан. ^[2]^[3] За исключением географических полюсов , любой небесный объект, проходящий через меридиан, имеет верхнюю кульминацию , когда он достигает своей высшей точки (момент, когда он находится ближе всего к зениту ), и почти двенадцать часов спустя за ним следует нижняя кульминация , когда он достигает своей самой низкой точки (ближайшей к Надиру ). Время кульминации (когда объект достигает кульминации) часто используется для обозначения верхней кульминации. ^[2]^[3]^[4]

объекта Высота ( A ) в градусах в его верхней кульминации равна 90 минус широта наблюдателя ( L объекта ) плюс склонение ( δ ):

А знак равно 90 ° - L + δ

.

Случаи

наблюдателя Три случая зависят от широты ( L ) и склонения ( δ ) небесного объекта : ^{[ нужна ссылка ]}

Объект находится над горизонтом даже в его нижней кульминации; т.е. если $| δ + Л | > 90°$ (т.е. если по абсолютной величине склонение больше широты в соответствующем полушарии)
Объект находится ниже горизонта даже в его верхней кульминации; т.е. если $| δ - L | > 90°$ (т.е. если по абсолютной величине склонение больше широты, в противоположном полушарии)
Верхняя кульминация находится над горизонтом, а нижняя под горизонтом, поэтому ежедневно можно наблюдать подъем и заход тела; в остальных случаях (т.е. если по абсолютной величине склонение меньше широты )

Третий случай применим к объектам в части всего неба, равной косинусу широты (на экваторе он применим ко всем объектам, поскольку небо вращается вокруг горизонтальной линии север-юг; на полюсах он не применяется ни к одному объекту). потому что небо вращается вокруг вертикальной линии). Первый и второй случай применимы к половине оставшегося неба. ^{[ нужна ссылка ]}

Период времени

Период между кульминацией и последующими — сидерические сутки , равные ровно 24 сидерическим часам и на 4 минуты меньше, чем 24 обычных солнечных часа , тогда как период между верхней кульминацией и нижней составляет 12 сидерических часов. На период между последовательными изо дня в день (вращательными) кульминациями влияет главным образом Земли собственное орбитальное движение , которое приводит к разной продолжительности между солнечными сутками (интервалом между кульминациями Солнца) и сидерическими сутками (интервалом между кульминациями любой точки отсчета). звезда ) или немного более точный прецессии , не подверженный звездный день . ^[5] Это приводит к тому, что кульминации происходят каждый солнечный день в разное время, и требуется звездный год (366,3 дня), год, который на один день длиннее солнечного года для повторения кульминации . Следовательно, только один раз в 366,3 солнечных дня кульминация повторяется в одно и то же время солнечных суток, при этом повторяясь каждый звездный день. ^[6] Остальные небольшие изменения во времени кульминационного периода от сидерического года к сидерическому году, с другой стороны, в основном вызваны нутацией (с циклом 18,6 лет), что приводит к более длительной осевой прецессии Земли (с циклом 26 000 лет), ^[7]^[8] в то время как апсидальная прецессия влияют на климат Земли через циклы Миланковича и другие механики оказывают гораздо меньшее влияние на звездные наблюдения, но значительно сильнее . Хотя в такие сроки сами звезды меняют положение, особенно те звезды, которые, если смотреть из Солнечной системы , имеют высокое собственное движение .

Звездный параллакс кажется таким же движением, как и все эти видимые движения, но имеет лишь небольшой эффект от неусредненного звездного дня к звездному дню, возвращаясь в исходное видимое положение, совершая цикл на каждом витке, с небольшим дополнительным длительным изменением положение из-за прецессии. Это явление является результатом изменения положения Земли на ее орбитальном пути.

Солнце

Из тропиков и средних широт Солнце солнечный видно на небе в верхнюю кульминацию (в полдень ) и невидимо (ниже горизонта) в нижнюю кульминацию (в солнечную полночь ). Если смотреть из региона внутри любого полярного круга вокруг зимнего солнцестояния этого полушария ( декабрьское солнцестояние в Арктике и июньское солнцестояние в Антарктике ), Солнце находится ниже горизонта в обеих своих кульминациях.

Предположим, что склонение Солнца составляет +20°, когда оно пересекает местный меридиан, тогда дополнительный угол наблюдателя, в 70° (от Солнца к полюсу) прибавляется и вычитается из широты чтобы найти высоту Солнца в верхней и нижней точках. нижние кульминации соответственно. ^{[ нужна ссылка ]}

С 52° северной широты верхняя кульминация находится на 58° над горизонтом на юге, а нижняя — на 18° ниже горизонта на севере. Это рассчитывается как 52 ° + 70 ° = 122 ° ( дополнительный угол 58 °) для верхнего и 52 ° - 70 ° = -18 ° для нижнего.
С 80° северной широты верхняя кульминация находится на 30° над горизонтом на юге, а нижняя — на 10° над горизонтом ( полуночное солнце ) на севере.

Циркумполярные звезды

части Северного полушария С большей Полярная звезда (Полярная звезда) и другие звезды созвездия Малой Медведицы вращаются против часовой стрелки вокруг северного полюса мира и остаются видимыми в обеих кульминациях (пока небо ясное и достаточно темное). В Южном полушарии нет яркой полярной звезды, но созвездие Октана вращается по часовой стрелке вокруг южного полюса мира и остается видимым в обеих кульминациях. ^[9]

Любые астрономические объекты, которые всегда остаются над местным горизонтом, если смотреть с широты наблюдателя, называются циркумполярными . ^{[ нужна ссылка ]}^[9]

См. также

Ссылки

^ Майкл Хоскин (18 марта 1999 г.). Кембриджская краткая история астрономии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57600-0 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Бакич, Майкл Э. (1995). Кембриджский путеводитель по созвездиям . Издательство Кембриджского университета . п. 8 . ISBN 0521449219 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Дэйнтит, Джон; Гулд, Уильям (2009). «Кульминация». Факты о файловом словаре по астрономии . Издательство информационной базы. п. 110. ИСБН 978-1438109329 .
^ Маккензи, Уильям (1879–81). «Меридиан». Национальная энциклопедия . Том. 8 (ред. библиотеки). Лондон, Эдинбург и Глазго: Ладгейт Хилл, ЕС, стр. 993.
^ «Звездное время» . Департамент астрономических приложений Военно-морской обсерватории США . 02.06.2023 . Проверено 2 июня 2023 г.
^ «Календарь — звездный день, синодический месяц, тропический год, интеркаляция» . Британская энциклопедия . 20 июля 1998 г. Проверено 2 июня 2023 г.
^ «видимое звездное время» . Оксфордский справочник . 22 февраля 1999 г. Проверено 2 июня 2023 г.
^ Буис, Алан; Лаборатория Реактивного Движения (27.02.2020). «Циклы Миланковича (орбитальные) и их роль в климате Земли - Изменение климата: жизненно важные признаки планеты» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 2 июня 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Артур Филип Нортон (2004). Ян Ридпат (ред.). Звездный атлас и справочный справочник Нортона, эпоха 2000.0 (20-е изд.). Пи Пресс. ISBN 978-0-13-145164-3 . OCLC 1085744128 .

[Hoskin1999-1] Майкл Хоскин (18 марта 1999 г.). Кембриджская краткая история астрономии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57600-0 .

[cgc-2] Перейти обратно: ^а ^б Бакич, Майкл Э. (1995). Кембриджский путеводитель по созвездиям . Издательство Кембриджского университета . п. 8 . ISBN 0521449219 .

[fof-3] Перейти обратно: ^а ^б Дэйнтит, Джон; Гулд, Уильям (2009). «Кульминация». Факты о файловом словаре по астрономии . Издательство информационной базы. п. 110. ИСБН 978-1438109329 .

[4] Маккензи, Уильям (1879–81). «Меридиан». Национальная энциклопедия . Том. 8 (ред. библиотеки). Лондон, Эдинбург и Глазго: Ладгейт Хилл, ЕС, стр. 993.

[US_Naval_Observatory_Astronomical_Applications_Department_2023-5] «Звездное время» . Департамент астрономических приложений Военно-морской обсерватории США . 02.06.2023 . Проверено 2 июня 2023 г.

[Encyclopedia_Britannica_1998-6] «Календарь — звездный день, синодический месяц, тропический год, интеркаляция» . Британская энциклопедия . 20 июля 1998 г. Проверено 2 июня 2023 г.

[Oxford_Reference_1999-7] «видимое звездное время» . Оксфордский справочник . 22 февраля 1999 г. Проверено 2 июня 2023 г.

[Buis_Laboratory_2020-8] Буис, Алан; Лаборатория Реактивного Движения (27.02.2020). «Циклы Миланковича (орбитальные) и их роль в климате Земли - Изменение климата: жизненно важные признаки планеты» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 2 июня 2023 г.

[Ridpath2004-9] Перейти обратно: ^а ^б Артур Филип Нортон (2004). Ян Ридпат (ред.). Звездный атлас и справочный справочник Нортона, эпоха 2000.0 (20-е изд.). Пи Пресс. ISBN 978-0-13-145164-3 . OCLC 1085744128 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]