Небесна сфера

**Небе́сна сфе́ра** — уявна сфера, що оточує Землю, на якій, як здається, лежать небесні тіла. Розташування небесних тіл, таких як зірки, планети і галактики, визначається за їх координатами на небесній сфері. Еквіваленти широти і довготи на небесній сфері (у другій екваторіальній системі координат) називаються схиленням (вимірюється у градусах від +90° до −90°) та прямим піднесенням (вимірюється в годинах від 0 до 24). Небесні полюси лежать над полюсами Землі, а небесний екватор розташований над земним екватором. Земному спостерігачеві здається, начебто небесна сфера обертається навколо Землі. Насправді, уявний рух небесної сфери зумовлений обертанням Землі навколо своєї осі.

## Історія виникнення поняття

Уявлення про небесну сферу виникло в глибокій давнині; у основу його лягло враження про існування куполоподібного небосхилу. Це враження пов'язано з тим, що внаслідок величезної віддаленості небесних світил людське око не в змозі оцінити відмінності у відстанях до них, і вони уявляються однаково віддаленими. У стародавніх народів це асоціювалося з наявністю реальної сфери, що обмежує весь світ і несе на своїй поверхні зорі, Місяць та Сонце. Таким чином, в їх уявленні небесна сфера була найважливішим елементом Всесвіту. З розвитком наукових знань такий погляд на небесну сферу відпав. Проте закладена в давнину геометрія небесної сфери в результаті розвитку й удосконалення отримала сучасний вигляд, в якому й застосовується в астрометрії.

Радіус небесної сфери можна вважати яким завгодно: з метою спрощення геометричних співвідношень його вважають рівним одиниці. Залежно від вирішуваного завдання центр небесної сфери може бути розташований:

* у місці на поверхні Землі, де перебуває спостерігач (топоцентрична небесна сфера),
* у центрі Землі (геоцентрична небесна сфера),
* у центрі тієї або іншої планети (планетоцентрична небесна сфера),
* у центрі Сонця (геліоцентрична небесна сфера)
* у будь-якій іншій точці простору, де перебуває спостерігач (реальний чи гіпотетичний).

Кожному світилу на небесній сфері відповідає точка, в якій її перетинає пряма, що сполучає центр небесної сфери зі світилом (чи з центром світила, якщо воно велике, а не точкове). Для вивчення взаємного розташування й видимих рухів світил на небесній сфері обирають ту або іншу систему небесних координат, що визначається основними точками й лініями. Останні зазвичай є великими кругами небесної сфери. Кожен великий круг сфери має два полюси, що визначаються на ній кінцями діаметра, перпендикулярного до площини цього круга.

## Назви найважливіших точок і дуг на небесній сфері

### Прямовисна лінія

Прямовисна лінія (або вертикальна лінія) — пряма, що проходить через центр небесної сфери і збігається з напрямом нитки виска (вертикалі) у місці спостереження. Для спостерігача, що перебуває на поверхні Землі, прямовисна лінія проходить через центр Землі та точку спостереження.

### Зеніт і надир

Прямовисна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери в двох точках — зеніті, над головою спостерігача, і надирі — діаметрально протилежній точці.

### Математичний горизонт

Математичний горизонт — великий круг небесної сфери, площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії. Математичний горизонт ділить поверхню небесної сфери на дві половини: видиму для спостерігача, з вершиною в зеніті, і невидиму, з вершиною в надирі. Математичний горизонт, взагалі кажучи, не збігається з видимим горизонтом унаслідок нерівності поверхні Землі і різною висотою точок спостереження, а також викривленням променів світла в атмосфері.

### Вісь світу

Вісь світу — діаметр, навколо якого відбувається обертання небесної сфери.

### Полюси світу

Вісь світу перетинається з поверхнею небесної сфери в двох точках — північному полюсі світу і південному полюсі світу. Північним полюсом називається той, з боку якого обертання небесної сфери відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на сферу ззовні. Якщо дивитися на небесну сферу зсередини, (що ми зазвичай і робимо, спостерігаючи зоряне небо), то в околиці північного полюса світу її обертання відбувається проти годинникової стрілки, а в околиці південного полюса світу —- за годинниковою стрілкою.

### Небесний екватор

Небесний екватор — великий круг небесної сфери, площина якого перпендикулярна осі світу. Є проекцією земного екватора на небесну сферу. Небесний екватор поділяє поверхню небесної сфери на дві півкулі: північну півкулю, з вершиною в північному полюсі світу, та південну півкулю, з вершиною в південному полюсі світу.

### Точки сходу і заходу

Небесний екватор перетинається з математичним горизонтом у двох точках: точці сходу і точці заходу. Точкою сходу називається та, з якої точки небесної сфери внаслідок її обертання перетинають математичний горизонт, переходячи з невидимої півсфери у видиму.

### Небесний меридіан

Небесний меридіан — великий круг небесної сфери, площина якого проходить через прямовисну лінію і вісь світу. Небесний меридіан поділяє поверхню небесної сфери на дві півкулі — східну півкулю, з вершиною в точці сходу, і західну півкулю, з вершиною в точці заходу.

### Полуденна лінія

Полуденна лінія — лінія перетину площини небесного меридіана і площини математичного горизонту.

### Точки півночі і півдня

Небесний меридіан перетинається з математичним горизонтом в двох точках: точці півночі і точці півдня. Точкою півночі називається та, яка ближче до північного полюсу світу.

### Екліптика

Екліптика — великий круг небесної сфери, перетин небесної сфери і площини земної орбіти. Екліптикою здійснюється видимий річний рух Сонця по небесній сфері. Площина екліптики перетинається з площиною небесного екватора під кутом ε = 23°26'.

### Точки рівнодення

Екліптика перетинається з небесним екватором у двох точках — точці весняного рівнодення й точці осіннього рівнодення. Точкою весняного рівнодення називається та, в якій Сонце у своєму річному русі, переходить із південної півкулі небесної сфери в північну. У точці осіннього рівнодення Сонце переходить із північної півкулі небесної сфери в південну.

### Точки сонцестояння

Точки екліптики, віддалені від точок рівнодення, на 90° називаються точкою літнього сонцестояння (у північній півкулі) і точкою зимового сонцестояння (у південній півкулі).

### Вісь екліптики

Вісь екліптики — діаметр небесної сфери, перпендикулярний площині екліптики.

### Полюси екліптики

Вісь екліптики перетинається з поверхнею небесної сфери в двох точках — північному полюсі екліптики, що лежить у північній півкулі, і південному полюсі екліптики, що лежить у південній півкулі.

### Галактичні полюси і галактичний екватор

Точка небесної сфери з екваторіальними координатами α = 192,85948° β = 27,12825° називається північним галактичним полюсом, а діаметрально протилежна ній точка — південним галактичним полюсом. Великий круг небесної сфери, площина якого перпендикулярна лінії, що сполучає галактичні полюси, називається галактичним екватором.

## Назви дуг на небесній сфері, пов'язані з положенням світил

### Альмукантарат

Альмукантарат — араб. круг рівних висот. Альмукантарат світила — малий круг небесної сфери, що проходить через світило, площина якого паралельна площині математичного горизонту.

### Вертикальний круг

Круг висоти або вертикальний круг або вертикаль світила — велике півколо небесної сфери, що проходить через зеніт, світило і надир.

### Добова паралель

Добова паралель світила — малий круг небесної сфери, що проходить через світило, площина якого паралельна площині небесного екватора. Видимі добові рухи світил здійснюються по добових паралелях.

### Круг нахилу

Круг нахилу світила — велике півколо небесної сфери, що проходить через полюси світу й світило.

### Круг екліптичної широти

Круг екліптичної широти, або просто круг широти світила — велике півколо небесної сфери, що проходить через полюси екліптики і світило.

### Круг галактичної широти

Круг галактичної широти світила — велике півколо небесної сфери, що проходить через галактичні полюси і світило.

## Див. також

* Зодіак
* Системи небесних координат

## Посилання

* MEASURING THE SKY A Quick Guide to the Celestial Sphere Jim Kaler, University of Illinois
* General Astronomy/The Celestial Sphere Wikibooks
* Heavens-Above — підбірка астрономічних інструментів для спостережень на нічному небі.
* WorldWide Telescope — комп'ютерний планетарій від Microsoft Research.