Невооруженным глазом на всем небе можно видеть примерно 6000 звезд, но мы видим лишь половину из них, потому что другую половину звездного неба закрывает от нас Земля. Вследствие ее вращения вид звездного неба меняется. Одни звезды только еще появляются из-за горизонта (восходят) в восточной его части, другие в это время находятся высоко над головой, а третьи уже скрываются за горизонтом в западной стороне (заходят). При этом нам кажется, что звездное небо вращается как единое целое. Теперь каждому хорошо известно, что вращение небосвода — явление кажущееся, вызванное вращением Земли.

Картину того, что в результате суточного вращения Земли происходит со звездным небом, позволяет запечатлеть фотоаппарат.

На полученном снимке каждая звезда оставила свой след в виде дуги окружности (рис. 2.3). Общий центр всех этих концентрических дуг находится на небе неподалеку от Полярной звезды. Эта точка, в которую направлена ось вращения Земли, получила название северный полюс мира. Дуга, которую описала Полярная звезда, имеет наименьший радиус. Но и эта дуга, и все остальные — независимо от их радиуса и кривизны — составляют одну и ту же часть окружности. Если бы удалось сфотографировать пути звезд на небе за целые сутки, то на фотографии получились бы полные окружности — 360°. Ведь сутки — это период полного оборота Земли вокруг своей оси. За час Земля повернется на ¹_/24 часть окружности, т. е. на 15°. Следовательно, длина дуги, которую звезда опишет за это время, составит 15°, а за полчаса — 7,5°.

Для указания положения светил на небе используют систему координат, аналогичную той, которая используется в географии, — систему экваториальных координат.

Как известно, положение любого пункта на земном шаре можно указать с помощью географических координат — ши­роты и долготы. Географическая долгота (λ) отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана, а географическая широта (φ) — по меридианам от экватора к полюсам Земли. Так, например, Москва имеет следующие ко­ординаты: 37°30′ восточной долготы и 55°45′ северной широты.

Введем систему экваториальных координат, которая указывает положение светил на небесной сфере относительно друг друга. Проведем через центр небесной сферы (рис. 2,4) линию, параллельную оси вращения Земли, — ось мира. Она пересечет небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках, которые называются полюсами мира, — P и P’. Северным полюсом мира называют тот, вблизи которого находится Полярная звезда. Плоскость, проходящая через центр сферы параллельно плоскости экватора Земли, в сечении со сферой образует окружность, называемую небесным экватором. Небесный экватор (подобно земному) делит небесную сферу на два полушария: Северное и Южное, Угловое расстояние светила от небесного экватора называется склонением, которое обозначается буквой δ. Склонение отсчитывается по кругу, проведенному через светило и полюса мира, оно аналогично географической широте. Склонение считается положительным у светил, расположенных к северу от небесного экватора, отрицательным — у расположенных к югу.

Вторая координата, которая указывает положение свети­ла на небе, аналогична географической долготе. Эта коорди­ната называется прямым восхождением и обозначается бук­вой α. Прямое восхождение отсчитывается по небесному экватору от точки весеннего равноденствия ϒ, в которой Солнце ежегодно бывает 21 марта (в день весеннего равно­денствия). Отсчет прямого восхождения ведется в направле­нии, противоположном видимому вращению небесной сфе­ры, Поэтому светила восходят (и заходят) в порядке возрас­тания их прямого восхождения. В астрономии принято выра­жать прямое восхождение не в градусной мере, а в часовой. Вы помните, что вследствие вращения Земли 15° соответству­ют 1 ч, а 1° — 4 мин. Следовательно, прямое восхождение, равное, например, 12 ч, составляет 180°, а 7 ч 40 мин соответ­ствует 115°.

Принцип создания карты звездного неба весьма прост. Спроектируем сначала все звезды на глобус: там, где луч, на­правленный на звезду, пересечет поверхность глобуса, будет находиться изображение этой звезды. Обычно на звездном глобусе изображаются не только звезды, но и сетка экватори­альных координат. По сути дела, звездным глобусом является модель небесной сферы, которая используется на уроках аст­рономии в школе. На этой модели нет изображений звезд, но зато представлены ось мира, небесный экватор и другие кру­ги небесной сферы.

Пользоваться звездным глобусом не всегда удобно, поэто­му в астрономии (как и в географии) широкое распростране­ние получили карты и атласы. Карту земной поверхности можно получить, если все точки глобуса Земли спроектировать на плоскость (поверхность цилиндра или конуса). Проведя ту же операцию со звездным глобусом, можно получить карту звезд­ного неба. Познакомимся со звездной картой, приложенной к учебнику.

Расположим плоскость, на которой мы хотим получить карту, так, чтобы она касалась поверхности глобуса в точке, где находится северный полюс мира. Теперь надо спроектиро­вать все звезды и сетку координат с глобуса на эту плоскость. Получим карту, подобную географическим картам Арктики или Антарктики, на которых в центре располагается один из полюсов Земли. В центре нашей звездной карты будет распо­лагаться северный полюс мира, рядом с ним Полярная звезда, чуть дальше остальные звезды Малой Медведицы, а также звезды Большой Медведицы и других созвездий, которые на­ходятся неподалеку от полюса мира. Сетка экваториальных ко­ординат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты против каждого луча написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от 0 до 23 ч). Луч, от которого начинает­ся отсчет прямого восхождения, проходит через точку весен­него равноденствия, обозначенную ϒ. Склонение отсчитыва­ется по этим лучам от окружности, которая изображает небес­ный экватор и имеет обозначение 0°. Остальные окружности также имеют оцифровку, которая показывает, какое склоне­ние имеет объект, расположенный на этой окружности.

В зависимости от звездной величины звезды изображают на карте кружками различного диаметра. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплош­ными линиями. Границы созвездий обозначены пунктиром.

Об использовании звездной карты при подготовке к наблюдениям рассказано в Приложении IX.