Koordinaty v zvezdnoi astronomii
Oglavlenie
Izuchenie astronomicheskih ob'ektov estestvenno nachinat' s fiksacii polozhenii etih ob'ektov v kakoi-libo sisteme koordinat. Glavnoi sistemoi koordinat, ispol'zuemoi v zvezdnoi astronomii, yavlyaetsya galakticheskaya sistema koordinat. Ekvatorial'naya sistema koordinat, kotoruyu obychno astronomy ispol'zuyut dlya opredeleniya polozhenii i dvizhenii nebesnyh ob'ektov, nikak ne svyazana s polozheniyami i dvizheniem etih ob'ektov v Galaktike. To zhe mozhno skazat' i ob eklipticheskoi sisteme koordinat. Galakticheskaya sistema koordinat neposredstvenno svyazana s sushestvovaniem v nashei Galaktike sil'noi koncentracii mnogih ob'ektov k ploskosti Mlechnogo Puti. Dlya etoi sistemy koordinat osnovnoi ploskost'yu yavlyaetsya ploskost' simmetrii nashei Galaktiki. Otmetim, chto Solnce ne lezhit v ploskosti Galaktiki, ego polozhenie smesheno priblizitel'no na 10 parsek v storonu severnogo galakticheskogo polyusa. Severnyi polyus Galaktiki nahoditsya v sozvezdii Volosy Veroniki i dlya nego v nastoyashee vremya prinyaty sleduyushie znacheniya ekvatorial'nyh koordinat AG = 192œ.85948, DG = +27œ.12825 na ravnodenstvie 2000.0 (do nedavnego vremeni prinimali AG = 12h49m = 192œ.25, DG = +27œ.4 na ravnodenstvie 1950.0). Yuzhnyi polyus Galaktiki nahoditsya v sozvezdii Skul'ptora. Galakticheskaya dolgota l otschityvaetsya ot napravleniya na centr Galaktiki protiv chasovoi strelki, esli smotret' s ee severnogo polyusa. Galakticheskaya shirota b otschityvaetsya ot ploskosti Galaktiki v napravlenii ee polyusa, prochem shirota cchitaetsya polozhitel'noi po napravleniyu k severnomu polyusu Galaktiki, i otricatel'noi - k yuzhnomu. Galakticheskie koordinaty ne menyayutsya so vremenem, kak menyayutsya ekvatorial'nye koordinaty vsledstvie precessii zemnoi osi, tak kak s Zemlei oni ne svyazany.
Rassmotrim perehod ot ekvatorial'nyh koordinat k galakticheskim. Ranee dlya etogo shiroko ispol'zovalis' tablicy, kotorye privodilis' v lyubom rukovodstve po zvezdnoi astronomii. V nastoyashee vremya ispol'zuyut sootvetstvuyushie programmy. Na ris.1-1 pokazana nebesnaya sfera, na kotoroi ukazany severnyi polyus mira (Pm), severnyi polyus Galaktiki (Pg) i ob'ekt S. Dlya polyarnogo treugol'nika legko zapisat' formuly, svyazyvayushie ekvatorial'nye i galakticheskie koordinaty:
|
Ukazannaya na ris.1-1 i v formulah (1-1) velichina la otschityvaetsya ot tochki peresecheniya nebesnogo i galakticheskogo ekvatorov (velichina galakticheskoi dolgoty voshodyashego uzla galakticheskogo ekvatora v nastoyashee vremya prinyata ravnoi 32œ.93192), a ne ot napravleniya na centr Galaktiki. Poetomu, chtoby poluchit' znacheniya galakticheskih dolgot, otschityvaemyh ot centra Galaktiki, neobhodimo dobavit' k velichinam , poluchaemym iz vyrazhenii (1-1), popravku, ravnuyu galakticheskoi dolgote severnogo polyusa mira - 122œ.93192.. (Otmetim, chto poskol'ku galakticheskaya dolgota izmenyaetsya v diapazone (0œ - 360œ), dlya ee pravil'nogo opredeleniya neobhodimy dva uravneniya.)
Do 1970g. inogda ispol'zovalas' staraya (tak nazyvaemaya - pervaya) sistema galakticheskih koordinat, gde dolgota kak raz i otschityvalas' ot tochki peresecheniya nebesnogo i galakticheskogo ekvatorov. V staroi galakticheskoi sisteme, oboznachavsheisya verhnim indeksom I, koordinaty centra Galaktiki byli ravny l1=327œ.69 i b1=-1œ.40 V staryh rabotah i v nekotoryh katalogah novye galakticheskie koordinaty (vtoraya sistema) oboznachalis' indeksom II. Vtoraya sistema galakticheskih koordinat iznachal'no byla osnovana na radionablyudeniyah neitral'nogo vodoroda, no posle zapuska iskusstvennogo sputnika Hipparcos byli utochneny koordinaty Severnogo polyusa Galaktiki. V nastoyashee vremya poslednie utochneniya utverzhdeny s'ezdom MAS.
Formuly dlya perescheta sobstvennyh dvizhenii iz ekvatorial'noi sistemy koordinat v galakticheskuyu legko poluchit' differencirovaniem vyrazhenii (1-1) po vremeni, schitaya ekvatorial'nye koordinaty funkciyami vremeni, tak kak sobstvennye dvizheniya predstavlyayut soboi izmeneniya so vremenem uglovyh koordinat ob'ektov. Mozhno postupit' i po drugomu. Chtoby poluchit' vektor s komponentami (µ l, µb ) iz vektora ( µl, µb ) , neobhodimo osushestvit' povorot sistemy koordinat, svyazannoi s ob'ektom S na ugol, sostavlyaemyi na nebesnoi sfere bol'shimi krugami, prohodyashimi cherez ob'ekt i polyus mira, ob'ekt i polyus Galaktiki (sm. ris.1-1). V etom sluchae:
Vyrazheniya dlya trigonometricheskih funkcii ugla φ legko poluchit', rassmatrivaya polyarnyi treugol'nik na ris. 1-1 (privodyatsya okonchatel'nye vyrazheniya):
Eshe odnoi sistemoi koordinat, chasto ispol'zuemoi pri analize struktury, kinematiki i dinamiki Galaktiki, yavlyaetsya cilindricheskaya galaktocentricheskaya sistema koordinat (R, Θ,z). Zdes' R est' rasstoyanie ob'ekta ot osi vrasheniya Galaktiki, z - rasstoyanie ob'ekta ot ploskosti Galaktiki, - ugol mezhdu napravleniyami na ob'ekt i na Solnce iz centra Galaktiki. Sistema koordinat zadaetsya galakticheskoi ploskost'yu i perpendikulyarnoi k etoi ploskosti os'yu, peresekayushei ploskost' v centre Galaktiki i sovpadayushei s ee os'yu vrasheniya. Dlya perehoda ot galakticheskoi sistemy koordinat
(r,l,b) , gde r - rasstoyanie ob'ekta ot Solnca, k sisteme (R,Θ,z) sleduet ispol'zovat' formuly:
gde R
0 est' rasstoyanie Solnca ot centra Galaktiki, a ugol mezhdu liniei Solnce-centr Galaktiki i liniei ob'ekt-centr Galaktiki (galaktocentricheskii ugol) legko naiti, eshe raz primeniv teoremu kosinusov:
Differenciruya formuly (1-4) - (1-5) po vremeni, mozhno poluchit' formuly perehoda ot luchevyh skorostei v
r i komponent sobstvennogo dvizheniya (µ
l, µ
b ) k komponentam skorosti v cilindricheskoi galaktocentricheskoi sisteme koordinat (v
R, v
Θ,v
Z ), vychislyaya komponenty tangencial'noi skorosti cherez sobstvennye dvizheniya
i
i povorachivaya sistemu koordinat na ugol Θ (pomnya pri etom, chto R
0 =const). Velichina postoyannoi k ravna chastnomu ot deleniya kolichestva kilometrov v astronomicheskoi edinice na chislo sekund v tropicheskom godu k = 4.74064 km/s, obychno v zvezdnoastoromicheskih zadachah dostatochno okruglennoi velichiny 4.74.
