Зірки, сузір'я і їх положення в різних широтах Землі
Ймовірно, ще на зорі цивілізації люди, прагнучи якось розібратися в безлічі зірок і запам'ятати їх розташування, подумки об'єднували їх в певні фігури. Згадайте, як часто ми знаходимо в контурах хмар, гір або дерев обриси людей, тварин або навіть фантастичних істот. Багато характерні «зоряні фігури» вже в далекій давнині отримали імена героїв грецьких міфів і легенд, а також тих міфічних істот, з якими ці герої боролися. Так з'явилися на небі Геркулес, Персей, Оріон, Андромеда і т. Д. А також Дракон, Телець, Кіт і т. П. Деякі з цих сузір'їв згадуються в давньогрецьких поемах «Іліада» і «Одіссея». Їх зображення можна бачити в старовинних зоряних атласах, на глобусах і картах зоряного неба. В наші дні сузір'ями називають певні ділянки зоряного неба, розділені між собою строго встановленими межами. Серед усіх 88 сузір'їв відоме кожному Велика Ведмедиця - одне з найбільших. Видимі на небі неозброєним оком зірки астрономи ще до нашої ери розділили на шість величин. Найяскравіші (їх на небі менше 20) стали вважати зірками першої величини. Чим слабкіше зірка, тим більше число, що позначає її зоряну величину. Найбільш слабкі, ледь помітні неозброєним оком - це зірки шостої величини. У кожному сузір'ї зірки позначаються буквами грецького алфавіту (додаток II), як правило, в порядку убування їх яскравості. Найбільш яскрава в цьому сузір'ї зірка позначається буквою а, друга за яскравістю - дельта і т. Д. Крім того, приблизно 300 зірок отримали власні імена арабського і грецького походження.
Це або найяскравіші зірки, або найбільш цікаві об'єкти з числа більш слабких зірок. Так, наприклад, середня зірка в ручці ковша Великої Ведмедиці називається Міцар, що по-арабськи означає «кінь». Ця зірка другої величини позначається. Великої Ведмедиці. Поруч з Мицаром можна бачити більш слабку зірочку четвертої величини, яку назвали Алькор - «вершник». З цієї зірці перевіряли якість зору у арабських воїнів кілька століть тому. Коли вчені стали розташовувати приладами для вимірювання величини потоку світла, що приходить від зірок, виявилося, що від зірки першої величини світла приходить в 2,5 рази більше, ніж від зірки другої величини, від зірки другої величини в 2,5 рази більше, ніж від зірки третьої величини, і т. д. Кілька зірок були віднесені до зірок нульовий величини, тому що від них світла приходить в 2,5 рази більше, ніж від зірок першої величини. А найяскравіша зірка всього неба - Сіріус (а Великого Пса) отримала навіть негативну зоряну величину -1,5. Вимірювання світлового потоку від зірок дозволяють тепер визначити їх зоряні величини з точністю до десятих і сотих часток. Було встановлено, що потік енергії від зірки першої величини в 100 разів більше, ніж від зірки шостої величини. До теперішнього часу зоряні величини визначені для багатьох сотень тисяч зірок.
З винаходом телескопа вчені отримали можливість побачити більш слабкі зірки, від яких приходить світла набагато менше, ніж від зірок шостої величини. Шкала зоряних величин все далі і далі відходить в сторону їх зростання у міру того, як збільшуються можливості телескопів. Так, наприклад, Хаббловском космічний телескоп дозволив отримати зображення гранично слабких об'єктів - до тридцятої зоряної величини. Висота полюса світу над горизонтом змінюється в залежності від широти місця. Нехай ОР - вісь світу, паралельна осі Землі; OQ - проекція частини небесного екватора, паралельного екватора Землі; OZ - стрімка лінія. Тоді висота полюса світу над горизонтом hp = PON, а географічна широта ф = Q1O1O. Очевидно, що ці кути (PON і Q1O1O) рівні між собою, оскільки їх боку взаємно перпендикулярні (ОО1 + ON, a OQ + OP). Звідси випливає, що висота полюса світу над горизонтом дорівнює географічній широті місця спостереження: hp = ф. Таким чином, географічну широту пункту спостереження можна визначити, якщо виміряти висоту полюса світу над горизонтом. Залежно від місця спостерігача на Землі змінюється вид зоряного неба і характер добового руху зірок.
Найпростіше розібратися в тому, що і як відбувається, на полюсах Землі. Полюс - таке місце на земній кулі, де вісь світу збігається з прямовисною лінією, а небесний екватор - з горизонтом. Для спостерігача, що знаходиться на Північному полюсі, Полярна зірка видно поблизу зеніту. Тут над горизонтом знаходяться тільки зірки Північної півкулі небесної сфери (з позитивним відміною). На Південному полюсі, навпаки, видно тільки зірки з негативним відміною. В обох випадках, рухаючись внаслідок обертання Землі паралельно небесному екватору, зірки залишаються на незмінній висоті над горизонтом, що не сходять і не заходять.
Добовий рух світил в середніх широтах. Висота світила в кульмінації
Вирушимо з Північного полюса в звичні середні широти. Висота Полярної зірки над горизонтом буде поступово зменшуватися, одночасно кут між площинами горизонту і небесного екватора буде збільшуватися. У середніх широтах (на відміну від Північного полюса) лише частину зірок Північної півкулі неба ніколи не заходить. Всі інші зьезди як Північного, так і Південного півкулі сходять і заходять.
Таку вісімку Сонце описує по небу, якщо фотографувати його в один і той же час протягом року з однієї точки Землі.