Планисфера

В астрономии планисфера p ( / ˈ p l eɪ . n ɪ ˌ s f ɪər , ˈ l æ n . . ɪ -/ ) — звездной карты аналоговый вычислительный инструмент в виде двух регулируемых дисков, вращающихся на общей оси Его можно настроить для отображения видимых звезд в любое время и дату. Это инструмент, помогающий научиться распознавать звезды и созвездия . Астролябия , инструмент , возникший в эллинистической астрономии , является предшественником современной планисферы. Термин планисфера контрастирует с армиллярной сферой , где небесная сфера представлена трехмерным каркасом из колец.

Описание

Планисфера состоит из круглой карты звездного неба , прикрепленной в ее центре к непрозрачному круглому наложению с прозрачным окном или отверстием, так что в любой момент времени в области окна или отверстия будет видна только часть карты неба. Диаграмма и наложение установлены так, что они могут свободно вращаться вокруг общей оси. Звездная карта содержит самые яркие звезды , созвездия и (возможно) объекты дальнего космоса, видимые с определенной широты на Земле. Ночное небо, которое мы видим с Земли, зависит от того, находится ли наблюдатель в северном или южном полушарии , а также от широты. Окно планисферы разработано для определенной широты и будет достаточно точным для определенной полосы по обе стороны от нее. Производители планисфер обычно предлагают их в нескольких версиях для разных широт. наблюдателя Планисферы показывают только звезды, видимые с широты ; звезды ниже горизонта не включены.

Полный двадцатичетырехчасовой временной цикл отмечен по краю накладки. Полные двенадцать месяцев календарных дат отмечены по краю звездной карты. Окно отмечено, чтобы показать направление восточного и западного горизонтов. Диск и наложение настроены таким образом, чтобы местное время суток наблюдателя на наложении соответствовало дате этого дня на диске звездной карты. Часть звездной карты, видимая в окне, затем представляет (с искажением, поскольку это плоская поверхность, представляющая сферический объем) распределение звезд на небе в тот момент для расчетного местоположения планисферы. Пользователи держат планисферу над головой, правильно выровняв восточный и западный горизонты, чтобы карта соответствовала фактическому положению звезд.

История

Слово планисфера (лат. planisphaerium ) первоначально использовалось во втором веке Клавдием Птолемеем для описания изображения сферической Земли с помощью карты, нарисованной на плоскости. Такое использование продолжалось и в эпоху Возрождения: например, Герард Меркатор описал свою карту мира 1569 года как планисферу.

В данной статье слово описывает изображение звездной небесной сферы на плоскости. Первая звездная карта, получившая название «планисфера», была составлена в 1624 году Якобом Барчем . Барч был зятем Иоганна Кеплера , открывателя законов движения планет Кеплера .

Звездная карта

Поскольку планисфера показывает небесную сферу в печатном виде, всегда присутствуют значительные искажения. Планисферы, как и все карты, создаются с использованием определенного метода проекции. Для планисфер используются два основных метода, оставляя выбор за проектировщиком. Одним из таких методов является полярная азимутальная эквидистантная проекция . Используя эту проекцию, небо наносится на карту с центром на одном из небесных полюсов (полярном), а круги одинакового склонения (например, 60 °, 30 °, 0 ° (небесный экватор), -30 ° и -60 °) лежат равноудаленные друг от друга и от полюсов (равноудаленные). Формы созвездий пропорционально правильны по прямой от центра наружу, но под прямым углом к этому направлению (параллельно кругам склонения) наблюдается значительное искажение. Это искажение будет тем сильнее, чем больше расстояние до полюса. Если мы изучим знаменитое созвездие Ориона в этой проекции и сравним его с настоящим Орионом, мы ясно увидим это искажение. Одна примечательная планисфера, использующая азимутальную равноудаленную проекцию, решает эту проблему, печатая северный вид с одной стороны и южный вид с другой, тем самым уменьшая расстояние, нанесенное на карте от центра наружу.

Стереографическая проекция решает эту проблему, одновременно создавая другую. С помощью этой проекции расстояния между кругами склонения увеличиваются таким образом, что формы созвездий остаются правильными. Естественно, в этой проекции созвездия на краю становятся слишком большими по сравнению с созвездиями вблизи полюса мира: Орион окажется в два раза выше, чем должен быть. (Это тот же эффект, который делает Гренландию такой огромной на картах Меркатора.) Еще одним недостатком является то, что, если у края планисферы будет больше места для созвездий, пространство для созвездий вокруг рассматриваемого полюса мира будет меньше, чем они заслуживают. . Для наблюдателей умеренных широт, которые видят небо вблизи небесного полюса своего полушария лучше, чем вблизи горизонта, это может быть веской причиной отдать предпочтение планисфере, изготовленной методом полярной азимутальной эквидистантной проекции.

Верхний диск

Верхний диск содержит «горизонт», который определяет видимую часть неба в любой данный момент, что, естественно, составляет половину всего звездного неба. Эта линия горизонта большую часть времени также искажена, по той же причине, по которой искажаются созвездия. Линия горизонта в стереографической проекции представляет собой идеальный круг. Линия горизонта на других проекциях представляет собой своеобразный «свернувшийся» овал. Горизонт рассчитан на определенную широту и таким образом определяет территорию, для которой предназначена планисфера. Некоторые более дорогие планисферы имеют несколько верхних дисков, которые можно заменить, или имеют верхний диск с большим количеством линий горизонта для разных широт.

Когда планисфера используется в широтной зоне, отличной от зоны, для которой она была разработана, пользователь либо увидит звезды, которых нет в планисфере, либо планисфера покажет звезды, которые не видны на небе этой широтной зоны. Для детального изучения звездного неба может потребоваться покупка планисферы специально для рассматриваемой местности.

Однако большую часть времени на части неба у горизонта не видно много звезд из-за холмов, лесов, зданий или просто из-за толщины атмосферы, сквозь которую мы смотрим. В частности, на нижних 5° над горизонтом почти не видно звезд (не говоря уже об объектах), за исключением самых лучших условий. Таким образом, планисферу можно достаточно точно использовать в диапазоне от +5° до −5° расчетной широты. Например, планисферу для 40° северной широты можно использовать между 35° и 45° северной широты.

Координаты

Точные планисферы представляют небесные координаты : прямое восхождение и склонение . Меняющиеся положения планет, астероидов или комет с точки зрения этих координат можно посмотреть в ежегодных астрономических справочниках, которые позволяют пользователям планисфер находить их на небе.

Некоторые планисферы используют отдельный указатель склонения, используя ту же точку поворота, что и верхний диск. На некоторых планисферах на верхнем диске напечатан знак склонения вдоль линии, соединяющей север и юг на горизонте. На краю изображено прямое восхождение, там же находятся даты, по которым можно установить планисферу.

См. также

Небесный глобус — изображение звездного неба на видимой небесной сфере.
Список астрономических инструментов
Армиллярная сфера – каркас из латунных колец, изображающих главные круги небес.

Ссылки

Внешние ссылки