Instituição de ensino profissionalizante

"Faculdade de Direito e Economia"

REDAÇÃO

esfera celeste, movimentos visíveis das estrelas

astronomia

40.02.03 Pdireito e administração judiciária

Realizado por um aluno 102 _____________ Makarova Kristina Antonovna

05.03.2018

Avaliação de desempenho e defesa _____________

Verificado por _____________ Efremova Elena Vladimirovna

02.03.2018

Chelyabinsk 2018

Contente:

1. Elementos da esfera celeste

2. Coordenadas na esfera celeste

3. Rotações da esfera celeste

4. Movimentos visíveis das luminárias

5. Movimento anual aparente do Sol

6. Movimento aparente e fases da lua

7. Movimento aparente dos planetas

esfera celestialChama-se uma esfera imaginária de raio arbitrário centrada em um ponto arbitrário, na superfície da qual as posições das luminárias são plotadas conforme são visíveis no céu em algum ponto no tempo a partir de um determinado ponto.

Em uma noite escura sem lua parece que está localizado no centro de um enorme círculo plano, coberto por um hemisfério, no qual existem pontos luminosos - estrelas. Continuando as observações, pode-se notar que o hemisfério gira e todas as novas aparecem no leste enquanto outros desaparecem no oeste.

A imagem de uma esfera surge porque uma pessoa não é capaz de estimar a distância de um objeto que exceda 4-5 km. Todos os objetos localizados mais distantes nos parecem removidos a essa distância. A esfera na qual, como nos parece, as estrelas estão localizadas, é chamada de esfera celeste.

À primeira vista, o número de estrelas parece infinitamente grande. Na realidade, a olho nu, você pode ver cerca de 6.000 estrelas em todo o céu e, ao mesmo tempo, não mais de 2.000, já que metade da esfera celeste é coberta pela Terra e há sempre uma neblina perto do horizonte que esconde numerosas estrelas fracas.

O raio da esfera celeste é arbitrário e pode ser tão grande que não importa onde esteja localizado seu centro: no olho do observador, no centro da Terra, no centro ou em algum lugar em um de nossos planetas . Isso é possível, pois a maioria das luminárias está tão distante que, se você olhar para o sistema solar a partir delas, praticamente não diferirá de um ponto. Mais precisamente, dois feixes direcionados do Sol e da Terra, ou ainda mais de pontos diferentes da Terra, até a estrela mais próxima, são praticamente paralelos. Se falar sobre sistema solar ou cerca de , então a diferença nas direções terá que ser levada em consideração, mas isso só complicará um pouco , que são simplesmente resolvidos usando a esfera celeste.

Elementos da esfera celeste.

Obviamente, no centro da esfera celeste (Fig. 12) há outra esfera, a Terra, em cuja superfície um observador está localizado em algum ponto. A Terra gira, o que torna possível destacar uma certa linha reta - o eixo de rotação da Terra (geralmente o eixo do mundo é construídoPP' e equador). Assim, na esfera celeste é construídoeixo do mundo(PP' - uma linha paralela ao eixo de rotação da Terra e que passa pelo centro da esfera celeste) e oequador(a palavra "celestial" geralmente é omitida). A interseção do eixo do mundo com a esfera celeste determinapostes- norteP e sulP' .

Um grande círculo cujo plano é perpendicular ao eixo do mundo é chamadoequador celeste . Ele cruza com o horizonte nos pontos leste e oeste.

verticalencanamento ( oz ) é uma extensão do raio da Terra, ela intercepta a esfera celeste em dois pontos. O que está acima da cabeça é chamado de "zênite", oposto a ele -"nadir". O plano perpendicular a ele é o plano do horizonte, que, ao se cruzar com a esfera celeste, forma umahorizonte(a palavra "matemático" pode ser omitida).

Ao representar a esfera celeste, é costume orientá-la de modo que a linha vertical esteja no centro e o eixo do mundo esteja inclinado em direção a ela.

Duas linhas retas (eixo mundial e linha vertical) definemplano meridiano celeste, e sua interseção com a esfera celeste é um grande círculo -meridiano celestial. O meridiano cruza o horizonte em dois pontos -ponto NorteN eponto sulS . O meridiano celeste é uma projeção do meridiano da terra na esfera celeste.

grande círculo- um círculo obtido pela intersecção de uma esfera com um plano que passa pelo seu centro. Se o plano não passa pelo centro, então o círculo é chamadopequeno. A distância, medida sobre a superfície da esfera, entre dois pontos do grande círculo é a mínima. Isso sugere uma analogia direta entre linhas retas no plano e grandes círculos na esfera.

Todos esses elementos da esfera celeste estão conectados com o observador. O eixo do mundo e o equador são comuns a todos os observadores da Terra; linha vertical, zênite, nadir, meridiano e planos de horizonte são diferentes para cada observador. Sua posição em relação a outros elementos da esfera celeste é determinada pela posição do observador na superfície da Terra.

Rotação da esfera celeste.

Observações do céu estrelado mostram que a esfera celeste gira lentamente na direção leste-oeste. hemisfério norte da Terra e voltado para o sul, esta é a rotação da esfera celeste que ocorre no sentido horário, da esquerda para a direita Para um observador que está no hemisfério sul (por exemplo, na Austrália), o oposto é verdadeiro. O sol nasce à direita e se move no sentido anti-horário, se põe à esquerda, à noite a madrugada também muda no céu.

Como sabemos, esse aparente movimento rotacional da esfera celeste é ilusório. Porque na realidade é a Terra que gira em torno de seu eixo, e há muitas evidências disso. Por exemplo, um avião O pêndulo de Foucault, tentando manter sua posição em relação à visão distante, em relação aos marcos terrestres retorna em torno da vertical.Outra evidência, que será discutida mais adiante, é a Terra achatada perto dos pólos: o raio equatorial da Terra é maior que o polar.

Rotação aparente da esfera celeste e É costume chamar a rotação diária, pois o n-ésimo período é igual a um dia (o conceito de um dia é especificado abaixo). Como lembrei, essa rotação é realizada em torno do eixo do mundo. Na realidade, o movimento rotacional ocorre em torno do eixo de rotação da Terra. No entanto, o raio da Terra é muito pequeno comparado às distâncias d de visão, e essa diferença é imperceptível para um observador que está na superfície, e não no centro da Terra.

Rotação da esfera celeste, devido ao movimento diário das auroras no céu, descrevem círculos de diferentes tamanhos - quanto menor, mais próxima a aurora está do pólo do mundo. A parte norte do mundo está localizada perto do alvorecer polar na constelação da Ursa Menor: em 1966 - a uma distância angular de 54" dela, em 1986 essa distância já era de 49". A razão de sua diminuição (devido à procissão) será dada abaixo.

Devido à rotação diária da esfera celeste, cada luminária cruza (passa) o meridiano celeste duas vezes, abaixo passa pela parte do meridiano em que o nadir está localizado.

Movimento visível das luminárias.

Para entender o movimento aparente do Sol e outros luminares sobre , considere o verdadeiro movimento da Terra. A Terra é um dos planetas do sistema solar. Ele gira continuamente em torno de seu eixo. Seu período de rotação é de um dia. Portanto, para um observador na Terra, parece que todos os corpos celestes giram em torno da Terra de leste a oeste com o mesmo período.Mas a Terra não gira apenas em seu eixo. Ele também gira em torno do Sol em uma órbita elíptica. Ele completa uma revolução ao redor do Sol em um ano. O eixo de rotação da Terra está inclinado em relação ao plano da órbita em um ângulo de 66°33". A Terra está passando por uma mudança de estações.

Se você observar cuidadosamente o céu, poderá ver que as estrelas por muitos anos invariavelmente mantêm sua posição relativa. Devido à sua extrema distância e movimentos próprios muito pequenos em relação uns aos outros, eles são igualmente visíveis de qualquer ponto da órbita da Terra. Os corpos do sistema solar - o Sol, a Lua e os planetas, que estão relativamente próximos da Terra, mudam de posição entre as estrelas. Assim, o Sol, juntamente com todas as luminárias, participa do movimento diário e ao mesmo tempo tem seu próprio movimento aparente (chamado movimento anual), devido ao movimento da Terra em torno do Sol.

Vamos considerar separadamente esses dois principais movimentos visíveis do Sol e ver que mudanças eles fazem na posição do Sol na esfera celeste.

Movimento anual aparente do Sol.

O movimento anual mais simples do Sol pode ser explicado pela Fig. 1.11, que mostra , órbita do sol e da terra. A partir desta figura pode-se ver que, dependendo da posição da Terra em órbita, um observador da Terra verá o Sol contra o fundo de diferentes constelações. Parecerá a ele que está constantemente se movendo ao redor da esfera celestial. Este movimento é um reflexo da revolução da Terra em torno do Sol. Em um ano, o Sol fará uma revolução completa.

O grande círculo na esfera celeste, ao longo do qual ocorre o movimento anual aparente do Sol, é chamado de eclíptica. Eclíptica é uma palavra grega e significa eclipse. Este círculo foi nomeado assim porque os eclipses do Sol e da Lua ocorrem apenas quando ambos os luminares estão neste círculo.

Deve-se notar que o plano da eclíptica coincide com o plano da órbita da Terra. O movimento anual aparente do Sol ao longo da eclíptica ocorre na mesma direção em que a Terra se move em órbita ao redor do Sol, ou seja, se move para o leste.Durante o ano, o Sol passa sucessivamente pelas 12 constelações eclípticas, que formam o cinturão do Zodíaco e são chamadas de zodíaco. O zodíaco é uma palavra grega que significa o círculo animal (a maioria das constelações deste círculo tem nomes de animais).

O cinturão do Zodíaco é formado pelas seguintes constelações: Peixes, Áries, Touro, Gêmeos, Câncer, Leão, Virgem, Libra, Escorpião, Sagitário, Capricórnio e Aquário. Em cada um deles o Sol é de cerca de um mês. A eclíptica é fornecida em um mapa estelar especial anexado ao Anuário Astronômico da Aviação (Apêndice 3). Devido ao fato de que o plano do equador da Terra está inclinado em relação ao plano da órbita da Terra por, o plano do equador celeste também está inclinado em relação ao plano da eclíptica em um ângulo. A inclinação da eclíptica para o equador não é constante. Em 1896, quando as constantes astronômicas foram aprovadas, decidiu-se considerar a inclinação da eclíptica ao equador igual a.

Devido à influência das forças de atração do Sol e da Lua sobre a Terra, ela muda gradualmente deantes. Neste momento, o ânguloé igual ae diminui continuamente em 0,47" por ano.

A eclíptica cruza com o equador celeste em dois pontos, que são chamados de pontos dos equinócios de primavera e outono.O sol nesses pontos, respectivamente, é em 21 de março e 23 de setembro. Nos dias de hoje na Terra, o dia é igual à noite, o Sol nasce exatamente no ponto leste e se põe no ponto oeste.

Os pontos da eclíptica que estão a 90° dos equinócios são chamados de solstícios. O ponto E na eclíptica, no qual o Sol está em sua posição mais alta em relação ao equador celeste, é chamado de solstício de verão, e o ponto E, em que ocupa a posição mais baixa, é chamado de solstício de inverno.No ponto do solstício de verão, o Sol ocorre em 22 de junho e no ponto do solstício de inverno - em 22 de dezembro. Por vários dias próximos às datas dos solstícios, a altura do meio-dia do Sol permanece quase inalterada, em conexão com a qual esses pontos receberam seu nome. Quando o Sol está no solstício de verão, o dia no Hemisfério Norte é mais longo e a noite é mais curta, e quando está no solstício de inverno, o oposto é verdadeiro.

No dia do solstício de verão, os pontos do nascer e do pôr do sol estão o mais distante possível ao norte dos pontos leste e oeste no horizonte, e no dia do solstício de inverno eles estão na maior distância ao sul.

O movimento do Sol ao longo da eclíptica leva a uma mudança contínua em suas coordenadas equatoriais, uma mudança diária na altura do meio-dia e um movimento dos pontos de nascer e pôr do sol ao longo do horizonte.

Sabe-se que a declinação do Sol é medida a partir do plano do equador celeste e a ascensão reta - a partir do ponto do equinócio vernal. Portanto, quando o Sol está no equinócio vernal, sua declinação e ascensão reta são zero. Durante o ano, a declinação do Sol no período atual varia deantespassando duas vezes por ano pelo zero, e ascensão reta de 0 a 360°.

As coordenadas equatoriais do Sol durante o ano mudam de forma desigual. Isso acontece devido ao movimento desigual do Sol ao longo da eclíptica e à inclinação da eclíptica ao equador. O Sol cobre metade de seu caminho anual aparente em 186 dias de 21 de março a 23 de setembro e a outra metade em 179 dias de 23 de setembro a 21 de março. O movimento desigual do Sol ao longo da eclíptica se deve ao fato de que a Terra durante todo o período de revolução ao redor do Sol não se move em órbita na mesma velocidade. Pela segunda lei de Kepler, sabe-se que a linha que liga o Sol ao planeta cobre áreas iguais em períodos de tempo iguais. De acordo com essa lei, a Terra, estando mais próxima do Sol, ou seja, no periélio, move-se mais rápido, e estando mais distante do Sol, ou seja, no afélio, move-se mais lentamente. A Terra está mais próxima do Sol no inverno e mais distante no verão. Portanto, nos dias de inverno, ele se move em órbita mais rápido do que nos dias de verão. Como resultado, a mudança diária na ascensão reta do Sol no dia do solstício de inverno éenquanto no solstício de verão é apenas.

A diferença nas velocidades do movimento da Terra em cada ponto da órbita causa uma mudança desigual não apenas na ascensão reta, mas também na declinação do Sol. No entanto, devido à inclinação da eclíptica ao equador, sua mudança tem um caráter diferente. A declinação do Sol muda mais rapidamente perto dos equinócios e nos solstícios quase não muda.

Conhecer a natureza da mudança nas coordenadas equatoriais do Sol nos permite fazer um cálculo aproximado da ascensão e declinação retas do Sol. Para realizar tal cálculo, pegue a data mais próxima com coordenadas equatoriais conhecidas do Sol. Em seguida, leva-se em consideração que a ascensão reta do Sol por dia muda em média 1 °, e a declinação do Sol durante o mês antes e depois da passagem dos equinócios muda em 0,4 ° por dia; durante o mês antes e depois dos solstícios - em 0,1 ° por dia, e durante os meses intermediários entre os indicados - em 0,3 °.

Movimento aparente e fases da lua.

A Lua é um satélite natural da Terra e o corpo celeste mais próximo dela. Ele gira em torno da Terra em uma órbita elíptica na mesma direção que a Terra em torno do Sol. A distância média da Lua à Terra é de 384.400 km. O plano da órbita da Lua está inclinado em relação ao plano da eclíptica por .

Os pontos de intersecção da órbita da lua com a eclíptica são chamados de nós da órbita lunar. O movimento da Lua ao redor da Terra para o observador é representado como seu movimento aparente ao longo . O caminho aparente da lua através da esfera celeste é chamado de órbita aparente da lua. Durante o dia, a Lua se move ao longo da órbita visível em relação às estrelas em cerca de 13,2 ° e em relação ao Sol em 12,2 °, já que o Sol também se move ao longo da eclíptica em média 1 ° durante esse período. O período de tempo durante o qual a Lua faz uma revolução completa em sua órbita em relação às estrelas é chamado de mês estelar ou sideral. Sua duração é de 27,32 dias solares médios.

O período de tempo durante o qual a Lua faz uma revolução completa em sua órbita em relação ao Sol é chamado de mês inódico. É igual a 29,53 dias solares médios. Os meses siderais e sinódicos diferem em cerca de dois dias devido ao movimento da Terra em sua órbita ao redor do Sol. Na fig. 1.15 mostra que quando a Terra está em órbita no ponto 1, a Lua e o Sol são observados no no mesmo lugar, por exemplo, contra o fundo de uma estrela. Após 27,32 dias, ou seja, quando a Lua fizer uma revolução completa em torno da Terra, ela será novamente observada contra o fundo da mesma estrela. Mas como a Terra, juntamente com a Lua, se moverá cerca de 27° em sua órbita em relação ao Sol durante esse tempo e estará no ponto 2, a Lua ainda precisa percorrer 27° para tomar sua posição anterior em relação à Terra e o Sol, o que levará cerca de 2 dias. Assim, o mês sinódico é mais longo que o mês sideral pela quantidade de tempo que leva para a lua se mover 27°.

O período de rotação da Lua em torno de seu eixo é igual ao período de sua revolução em torno da Terra. Portanto, a Lua sempre enfrenta a Terra com o mesmo lado. Devido ao fato de que a Lua se move em um dia através da esfera celeste de oeste para leste, ou seja, na direção oposta ao movimento diário , a 13,2°, a subida e o ajuste são atrasados ​​diariamente em cerca de 50 minutos. Esse atraso diário leva ao fato de que a Lua muda continuamente sua posição em relação ao Sol, mas após um período de tempo estritamente definido, ela retorna à sua posição original novamente. Como resultado do movimento da Lua em sua órbita aparente, há uma mudança contínua e rápida em sua órbita equatorial.

coordenadas. Em média, por dia, a ascensão reta da Lua muda em 13,2 ° e a declinação - em 4 °. A mudança nas coordenadas equatoriais da Lua ocorre não apenas pelo seu rápido movimento em órbita ao redor da Terra, mas também pela extraordinária complexidade desse movimento. Existem muitas forças atuando na Lua, com diferentes magnitudes e períodos, sob a influência das quais todos os elementos da órbita lunar estão em constante mudança.

A inclinação da órbita da lua para a eclíptica varia deaté 5 ° 19 "por um tempo um pouco menos de meio ano. As formas e tamanhos da órbita mudam. A posição da órbita no espaço muda continuamente com um período de 18,6 anos, como resultado dos nós da órbita órbita lunar se movem em direção ao movimento da Lua. Isso leva a uma mudança constante no ângulo de inclinação da órbita aparente da lua para o equador celeste deantes. Portanto, os limites de mudança na declinação da lua não permanecem constantes. Em alguns períodos, varia dentro dee em outros - ± 18 ° 17".

A declinação da lua e seu ângulo horário GMT são fornecidos nas tabelas diárias AAE para cada hora GMT.

O movimento da lua acompanhado por uma mudança contínua em sua aparência. Há uma chamada mudança de fases lunares. A fase da lua é a parte visível da superfície lunar iluminada pelos raios do sol.

Vamos considerar, como resultado da mudança nas fases lunares. Sabe-se que a Lua brilha pela luz solar refletida - Metade de sua superfície é sempre iluminada pelo Sol. Mas devido às diferentes posições mútuas do Sol, Lua e Terra, a superfície iluminada aparece para o observador terrestre em diferentes

tipos. É costume distinguir entre quatro fases da lua: lua nova, quarto crescente, lua cheia e quarto crescente.

Durante a lua nova, a lua passa entre o sol e a terra. Nesta fase, a Lua está voltada para a Terra com seu lado apagado e, portanto, não é visível ao observador terrestre. Na fase do primeiro quarto, a Lua está em tal posição que o observador a vê como metade do disco iluminado. Durante a lua cheia, a lua está na direção oposta ao sol. Portanto, todo o lado iluminado da Lua está voltado para a Terra e é visível como um disco cheio. Após a lua cheia, a parte iluminada da lua visível da Terra diminui gradualmente. Quando a Lua atinge sua fase de quarto crescente, é novamente visível como um disco meio iluminado. No Hemisfério Norte, a metade direita do disco da Lua é iluminada no primeiro quarto, e a metade esquerda é iluminada no último quarto.

No intervalo entre a lua nova e o quarto minguante, e no intervalo entre o quarto minguante e a lua nova, uma pequena parte da lua iluminada, que é observada em forma de crescente, está voltada para a Terra. Nos intervalos entre o quarto crescente e a lua cheia, a lua cheia e o quarto crescente, a Lua é visível como um disco danificado. Um ciclo completo de mudanças de fases lunares ocorre dentro de um período de tempo estritamente definido. É chamado de período de fase. É igual ao mês sinódico, ou seja, 29,53 dias.

O intervalo de tempo entre as principais fases da lua é de aproximadamente 7 dias. O número de dias que se passaram desde a lua nova é chamado de idade da lua. À medida que a idade muda, o mesmo acontece com o nascer e o pôr da lua. As datas e momentos do início das principais fases da lua de acordo com GMT são dadas em AAE.

O movimento da Lua ao redor da Terra é a causa dos eclipses lunares e solares. Os eclipses ocorrem apenas quando o Sol e a Lua estão localizados simultaneamente perto dos nodos da órbita lunar. Um eclipse solar ocorre quando a Lua está entre o Sol e a Terra, ou seja, durante o período da lua nova, e um eclipse lunar ocorre quando a Terra está entre o Sol e a Lua, ou seja, durante o período da lua cheia .

Movimento aparente dos planetas.

O sistema solar é composto por nove planetas. Cinco deles podem ser vistos no céu a olho nu. Estes são os planetas Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Entre as estrelas, os planetas se destacam pelo brilho. Mas sua posição aparente em relação às estrelas não é constante. Eles se movem constantemente pelo céu, como se vagassem entre as estrelas. Visível ocorre perto da eclíptica, ou seja, na zona das constelações zodiacais. Ao contrário do movimento aparente do Sol e da Lua, tem um caráter complexo, pois é um reflexo dos movimentos reais da Terra e dos planetas em suas órbitas ao redor do Sol.

De acordo com a posição de suas órbitas em relação à órbita da Terra, os planetas são divididos em internos e externos. Os planetas internos giram em torno do Sol dentro da órbita da Terra, enquanto os planetas externos giram fora dela. Os planetas internos são Mercúrio e Vênus, enquanto os planetas externos são Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão. Quando o planeta passa entre a Terra e o Sol e está no ponto 1, não é visível para o observador terrestre, pois neste momento o lado apagado do planeta está voltado para a Terra. Algum tempo depois de passar pelo ponto 1, o planeta torna-se visível e parecerá ao observador que se desvia para a direita em relação ao Sol.

Quando o planeta atingir o ponto 2, o observador o verá no no ponto A. Então, em seu movimento aparente, o planeta faz um loop entre as estrelas e começa a se mover na direção oposta. Seu afastamento do Sol diminui, gradualmente se esconde em seus raios e se põe simultaneamente com ele. Neste momento, o planeta passa atrás do Sol. Depois de algum tempo, o planeta torna-se visível novamente, mas agora à esquerda do Sol. Tendo atingido o desvio máximo do Sol para a esquerda, o planeta no ponto B novamente faz um loop, muda a direção de seu movimento e começa a se aproximar do Sol. Assim, o movimento aparente do planeta interior é representado como se estivesse oscilando em torno do Sol.

Quando a posição do planeta à direita do Sol, é observada em como uma estrela da manhã, e quando posicionado à esquerda, como uma estrela da tarde.

As condições mais favoráveis ​​para observar os planetas internos são as condições em que eles estão localizados perto dos pontos de maior desvio angular do Sol. Em Mercúrio, o desvio angular máximo atinge 28 ° e em Vênus - 48 °. Como Mercúrio está próximo do Sol, é difícil observá-lo. Mesmo em seu desvio angular máximo do Sol, só pode ser observado ao entardecer logo após o pôr do sol ou pouco antes do nascer do sol. Vênus, com o maior desvio angular, nasce aproximadamente 3-4 horas antes do nascer do sol e, na visibilidade noturna, se põe após o pôr do sol na mesma quantidade de tempo.

É importante que a tripulação da aeronave saiba quando, de manhã ou à noite, o planeta Vênus estará visível em uma determinada data de voo. Isso pode ser mais facilmente determinado pelo AAE. Para fazer isso, você precisa comparar os ângulos horários do Sol e de Vênus, tirados do AAE para uma determinada data para qualquer hora inteira. Se o ângulo horário de Vênus for maior que o ângulo horário do Sol, Vênus será visível de manhã no leste e, se for menor, à noite no oeste.

Os planetas exteriores giram em torno do Sol a uma distância maior do que a Terra. Portanto, a natureza de seu movimento aparente é um pouco diferente da dos planetas internos. Entre as estrelas, elas se movem mais lentamente do que o movimento anual aparente do Sol. Entre os planetas externos, Marte, que está localizado mais próximo da Terra, tem o movimento aparente mais rápido. Oposição é a posição do planeta em em relação à terra em direção oposta ao sol. Na oposição, o planeta é observado na fase zero (o disco está completamente iluminado). Portanto, esta posição do planeta é a mais conveniente para sua observação. Durante o período de oposição, o planeta está na constelação oposta àquela em que o Sol está localizado naquele momento. Portanto, nesta posição, o planeta pode ser visível no céu a noite toda. Para encontrar planetas na esfera celeste, são usados ​​esquemas especiais, fornecidos no apêndice do AAE. Esses diagramas mostram o caminho anual aparente entre as estrelas dos planetas usados ​​na astronomia da aviação (ver Apêndice 4). Visível leva a uma mudança contínua em suas coordenadas equatoriais, cujos valores são dados em AAE para cada hora de GMT.

Origens.

http://stu.sernam.ru/book_aa.php?id=7

As pessoas nos tempos antigos acreditavam que todas as estrelas estão localizadas na esfera celeste, que, como um todo, gira em torno da Terra. Já há mais de 2.000 anos, os astrônomos começaram a usar métodos que permitiam indicar a localização de qualquer estrela na esfera celeste em relação a outros objetos espaciais ou marcos terrestres. A noção de uma esfera celeste é conveniente de usar mesmo agora, embora saibamos que essa esfera não existe realmente.

O conceito de esfera celeste é usado para medições angulares no céu, pela conveniência de raciocinar sobre os fenômenos celestes visíveis mais simples, para vários cálculos, por exemplo, calcular o horário do nascer e do pôr do sol das luminárias.

Vamos construir uma esfera celeste e desenhar um raio do seu centro em direção à estrela MAS.

Onde este raio cruza a superfície da esfera, coloque um ponto A 1 representando esta estrela. Estrela NO será representado por um ponto EM 1 . Repetindo uma operação semelhante para todas as estrelas observadas, obteremos uma imagem do céu estrelado na superfície da esfera - um globo estelar. É claro que, se o observador estiver no centro dessa esfera imaginária, para ele a direção das próprias estrelas e de suas imagens na esfera coincidirão.

• Qual é o centro da esfera celeste? (Olhos de quem vê)
• Qual é o raio da esfera celeste? (Arbitrário)
• Qual é a diferença entre as esferas celestes de dois vizinhos sobre a mesa? (posição central).

Para resolver muitos problemas práticos, as distâncias aos corpos celestes não desempenham um papel, apenas sua localização aparente no céu é importante. As medidas angulares são independentes do raio da esfera. Portanto, embora a esfera celeste não exista na natureza, os astrônomos usam o conceito de esfera celeste para estudar a localização visível das estrelas e fenômenos que podem ser observados no céu durante o dia ou muitos meses. Estrelas, o Sol, a Lua, planetas, etc. são projetados em tal esfera, abstraindo das distâncias reais para os luminares e considerando apenas as distâncias angulares entre eles. As distâncias entre as estrelas na esfera celeste só podem ser expressas em medida angular. Essas distâncias angulares são medidas pelo valor do ângulo central entre os raios direcionados para uma e outra estrela, ou pelos arcos correspondentes a eles na superfície da esfera.

Para uma estimativa aproximada das distâncias angulares no céu, é útil lembrar os seguintes dados: a distância angular entre as duas estrelas extremas do balde da Ursa Maior (α e β) é de cerca de 5 ° e de α Ursa Major a α Ursa Minor (Estrela Polar) - 5 vezes mais - aproximadamente 25°.

As estimativas visuais mais simples de distâncias angulares também podem ser feitas usando os dedos de uma mão estendida.

Apenas dois luminares - o Sol e a Lua - vemos como discos. Os diâmetros angulares desses discos são quase os mesmos - cerca de 30" ou 0,5°. As dimensões angulares dos planetas e estrelas são muito menores, então os vemos simplesmente como pontos luminosos. A olho nu, um objeto não se parece com um ponto se suas dimensões angulares excederem 2 -3". Isso significa, em particular, que nosso olho distingue cada ponto luminoso separadamente (estrela) caso a distância angular entre eles seja maior que esse valor. Em outras palavras, vemos um objeto não como um ponto apenas se a distância a ele exceder seu tamanho em não mais de 1700 vezes.

encanamento Z, Z' , passando pelo olho do observador (ponto C), localizado no centro da esfera celeste, intercepta a esfera celeste em pontos Z - zênite,Z' - nadir.

Zênite- este é o ponto mais alto acima da cabeça do observador.

Nadir -ponto da esfera celeste oposto ao zênite.

O plano perpendicular ao fio de prumo é chamadoplano horizontal (ou plano do horizonte).

horizonte matemáticochamada de linha de interseção da esfera celeste com um plano horizontal que passa pelo centro da esfera celeste.

A olho nu, você pode ver cerca de 6.000 estrelas em todo o céu, mas vemos apenas metade delas, porque a Terra fecha a outra metade do céu estrelado de nós. As estrelas se movem pelo céu? Acontece que todos eles se movem ao mesmo tempo. Isso é fácil de verificar observando o céu estrelado (focando em certos objetos).

Devido à sua rotação, a aparência do céu estrelado muda. Algumas estrelas estão apenas emergindo do horizonte (nascendo) em sua parte leste, outras estão bem acima de suas cabeças neste momento, e outras ainda estão se escondendo atrás do horizonte no lado oeste (poente). Ao mesmo tempo, parece-nos que o céu estrelado gira como um todo. Agora todos estão bem cientes de que A rotação do firmamento é um fenômeno aparente causado pela rotação da Terra.

A imagem do que acontece com o céu estrelado como resultado da rotação diária da Terra, permite capturar a câmera.

Na imagem resultante, cada estrela deixou sua marca na forma de um arco de círculo. Mas também existe uma estrela, cujo movimento durante a noite é quase imperceptível. Esta estrela foi nomeada Polaris. Descreve um círculo de pequeno raio durante o dia e é sempre visível quase à mesma altura acima do horizonte no lado norte do céu. O centro comum de todos os traços concêntricos de estrelas está no céu perto da Estrela do Norte. Este ponto, para o qual se dirige o eixo de rotação da Terra, é chamado de pólo norte do mundo. O arco descrito pela Estrela do Norte tem o menor raio. Mas este arco e todos os outros - independentemente de seu raio e curvatura - constituem a mesma parte do círculo. Se fosse possível fotografar os caminhos das estrelas no céu por um dia inteiro, a fotografia seria círculos completos - 360 °. Afinal, um dia é o período de uma revolução completa da Terra em torno de seu eixo. Em uma hora, a Terra vai girar 1/24 do círculo, ou seja, 15°. Consequentemente, o comprimento do arco que a estrela descreverá durante esse período será de 15 ° e em meia hora - 7,5 °.

Durante o dia, as estrelas descrevem os círculos maiores, quanto mais distantes da Estrela do Norte estiverem.

O eixo da rotação diária da esfera celeste é chamadoeixo do mundo (RR").

Os pontos de intersecção da esfera celeste com o eixo do mundo são chamadosos pólos do mundo(ponto R - ponto do pólo celeste norte R" - pólo sul do mundo).

A estrela polar está localizada perto do pólo celeste norte. Quando olhamos para a Estrela Polar, mais precisamente, em um ponto fixo próximo a ela - o pólo norte do mundo, a direção do nosso olhar coincide com o eixo do mundo. O Pólo Sul do Mundo está localizado no hemisfério sul da esfera celeste.

Avião EAQI, perpendicular ao eixo do mundo PP" e passando pelo centro da esfera celeste é chamadoplano do equador celeste, e a linha de sua interseção com a esfera celeste -equador celeste.

Equador celeste - uma linha circular obtida a partir da intersecção da esfera celeste com um plano que passa pelo centro da esfera celeste perpendicular ao eixo do mundo.

O equador celeste divide a esfera celeste em dois hemisférios: norte e sul.

O eixo do mundo, os pólos do mundo e o equador celeste são semelhantes ao eixo, pólos e equador da Terra, pois os nomes listados estão associados à rotação aparente da esfera celeste, e é uma consequência da rotação real do globo.

O avião passando pelo zêniteZ , Centro Com esfera celeste e pólo R paz, eles chamamplano do meridiano celeste, e a linha de sua interseção com a esfera celeste formalinha do meridiano celestial.

meridiano do céu - um grande círculo da esfera celeste passando pelo zênite Z, o pólo celeste P, o pólo celeste sul R", nadir Z"

Em qualquer lugar da Terra, o plano do meridiano celeste coincide com o plano do meridiano geográfico daquele lugar.

linha do meio-dia NS - esta é a linha de intersecção dos planos do meridiano e do horizonte. N - ponto norte, S - ponto sul

É assim chamado porque ao meio-dia as sombras dos objetos verticais caem nessa direção.

• Qual é o período de rotação da esfera celeste? (Igual ao período de rotação da Terra - 1 dia).
• Em que direção ocorre a rotação aparente (aparente) da esfera celeste? (Oposto ao sentido de rotação da Terra).
• O que se pode dizer sobre a posição relativa do eixo de rotação da esfera celeste e o eixo da Terra? (O eixo da esfera celeste e o eixo da Terra coincidirão).
• Todos os pontos da esfera celeste estão envolvidos na rotação aparente da esfera celeste? (Os pontos situados no eixo estão em repouso).

A terra se move em uma órbita ao redor do sol. O eixo de rotação da Terra está inclinado em relação ao plano da órbita em um ângulo de 66,5°. Devido à ação das forças gravitacionais do lado da Lua e do Sol, o eixo de rotação da Terra é deslocado, enquanto a inclinação do eixo em relação ao plano da órbita da Terra permanece constante. O eixo da Terra, por assim dizer, desliza ao longo da superfície do cone. (o mesmo acontece com o eixo y de um pião comum no final da rotação).

Este fenômeno foi descoberto já em 125 aC. e. astrônomo grego Hiparco e nomeado precessão.

Uma rotação do eixo da Terra leva 25.776 anos - esse período é chamado de ano platônico. Agora perto de P - o pólo norte do mundo é a Estrela do Norte - α Ursa Menor. A estrela polar é a que está atualmente localizada perto do Pólo Norte do mundo. Em nosso tempo, por volta de 1100, essa estrela é a alfa Ursa Menor - Kinosura. Anteriormente, o título do Polar era atribuído alternadamente a π, η e τ Hércules, as estrelas de Tuban e Kochab. Os romanos não tinham a Estrela do Norte, e Kokhab e Kinosuru (α Ursa Menor) eram chamados de Guardiões.

No início do nosso cálculo - o pólo do mundo estava perto de α Draco - 2000 anos atrás. Em 2100, o pólo celeste estará a apenas 28" da Estrela do Norte - agora 44". Em 3200, a constelação de Cepheus se tornará polar. Em 14000, Vega (α Lyrae) será polar.

Como encontrar a Estrela do Norte no céu?

Para encontrar a Estrela do Norte, você precisa desenhar mentalmente uma linha reta através das estrelas da Ursa Maior (as 2 primeiras estrelas do "balde") e contar 5 distâncias entre essas estrelas ao longo dela. Neste local, junto à linha recta, veremos uma estrela, quase igual em brilho com as estrelas da "concha" - esta é a Estrela Polar.

Na constelação, que muitas vezes é chamada de Ursa Menor, a Estrela do Norte é a mais brilhante. Mas, assim como a maioria das estrelas do balde Ursa Maior, a Polaris é uma estrela de segunda magnitude.

Triângulo de verão (verão-outono) = estrela Vega (α Lyra, 25,3 anos-luz), estrela Deneb (α Cygnus, 3230 anos-luz), estrela Altair (α Eagle, 16,8 anos-luz)

Coordenadas celestes

Para encontrar uma luminária no céu, você precisa indicar em que lado do horizonte e quão alto está acima dela. Para isso, usa-se sistema de coordenadas horizontais – azimute e altura. Para um observador localizado em qualquer lugar da Terra, não é difícil determinar as direções vertical e horizontal.

O primeiro deles é determinado usando um fio de prumo e é representado no desenho por um fio de prumo ZZ", passando pelo centro da esfera (ponto O).

O ponto Z diretamente acima da cabeça do observador é chamado zênite.

Um plano que passa pelo centro da esfera perpendicularmente à linha de prumo forma um círculo quando cruza com a esfera - verdadeiro, ou matemático, horizonte.

Altura a luminária é contada ao longo de um círculo que passa pelo zênite e a luminária , e é expresso pelo comprimento do arco deste círculo desde o horizonte até a luminária. Este arco e o ângulo correspondente a ele são geralmente denotados pela letra h.

A altura da luminária, localizada no zênite, é de 90 °, no horizonte - 0 °.

A posição da luminária em relação aos lados do horizonte é indicada por sua segunda coordenada - azimute, indicado por uma letra MAS. O azimute é medido a partir do ponto sul no sentido horário, então o azimute do ponto sul é 0°, o ponto oeste é 90° e assim por diante.

As coordenadas horizontais das luminárias mudam continuamente ao longo do tempo e dependem da posição do observador na Terra, pois em relação ao espaço do mundo o plano do horizonte em um determinado ponto da Terra gira com ele.

As coordenadas horizontais das luminárias são medidas para determinar o tempo ou as coordenadas geográficas de vários pontos da Terra. Na prática, por exemplo, em geodésia, altura e azimute são medidos com instrumentos ópticos goniométricos especiais - teodolitos.

Para criar um mapa estelar representando constelações em um avião, você precisa conhecer as coordenadas das estrelas. Para fazer isso, você precisa escolher um sistema de coordenadas que gire com o céu estrelado. Para indicar a posição das luminárias no céu, é usado um sistema de coordenadas semelhante ao usado na geografia, - sistema de coordenadas equatoriais.

O sistema de coordenadas equatoriais é semelhante ao sistema de coordenadas geográficas do globo. Como você sabe, a posição de qualquer ponto no globo pode ser especificada com usando coordenadas geográficas - latitude e longitude.

Latitude geográfica - é a distância angular do ponto ao equador da Terra. A latitude geográfica (φ) é medida ao longo dos meridianos do equador aos pólos da Terra.

Longitude- o ângulo entre o plano do meridiano do ponto dado e o plano do meridiano inicial. Longitude geográfica (λ) é medido ao longo do equador a partir do meridiano inicial (Greenwich).

Assim, por exemplo, Moscou tem as seguintes coordenadas: 37°30" de longitude leste e 55°45" de latitude norte.

Vamos apresentar sistema de coordenadas equatoriais, que indica a posição das luminárias na esfera celeste em relação umas às outras.

Vamos traçar uma linha através do centro da esfera celeste paralela ao eixo de rotação da Terra, - eixo do mundo. Ele cruzará a esfera celeste em dois pontos diametralmente opostos, que são chamados de os pólos do mundo - R e R. O Pólo Norte do mundo é chamado aquele próximo ao qual a Estrela do Norte está localizada. Um plano que passa pelo centro da esfera paralelo ao plano do equador da Terra, em seção transversal com a esfera, forma um círculo chamado equador celeste. O equador celeste (como o da Terra) divide a esfera celeste em dois hemisférios: Norte e Sul. A distância angular de uma estrela do equador celeste é chamada declinação. A declinação é medida em um círculo desenhado através da luminária e dos pólos do mundo, é semelhante à latitude geográfica.

declinação- distância angular das luminárias do equador celeste. A declinação é denotada pela letra δ. No hemisfério norte, as declinações são consideradas positivas, no sul - negativas.

A segunda coordenada, que indica a posição da estrela no céu, é semelhante à longitude geográfica. Essa coordenada é chamada ascensão certa . A ascensão reta é medida ao longo do equador celeste a partir do ponto do equinócio vernal γ, no qual o Sol ocorre anualmente em 21 de março (no dia do equinócio vernal). É contado a partir do ponto do equinócio da primavera γ no sentido anti-horário, ou seja, em direção à rotação diária do céu. Portanto, os luminares ascendem (e se põem) em ordem crescente de sua ascensão reta.

ascensão certa - o ângulo entre o plano de um semicírculo desenhado do pólo celeste através do luminar(círculo de declinação), e o plano de um semicírculo traçado do pólo celeste através do ponto do equinócio vernal situado no equador(o círculo inicial de declinações). A ascensão reta é denotada pela letra α

Declinação e ascensão reta(δ, α) são chamadas de coordenadas equatoriais.

Declinação e ascensão reta são convenientemente expressas não em graus, mas em unidades de tempo. Considerando que a Terra faz uma revolução em 24 horas, temos:

360° - 24 h, 1° - 4 min;

15° - 1 h, 15" -1 min, 15" - 1 s.

Portanto, uma ascensão reta igual, por exemplo, a 12 horas é 180°, e 7 horas e 40 minutos correspondem a 115°.

Se não for necessária uma precisão especial, as coordenadas celestes das estrelas podem ser consideradas inalteradas. Com a rotação diária do céu estrelado, o equinócio vernal também gira. Portanto, as posições das estrelas em relação ao equador e ao equinócio vernal não dependem nem da hora do dia nem da posição do observador na Terra.

O sistema de coordenadas equatoriais é representado em um mapa em movimento do céu estrelado.

O conteúdo do artigo

ESFERA CELESTIAL. Quando observamos o céu, todos os objetos astronômicos parecem estar localizados em uma superfície em forma de cúpula, no centro da qual o observador está localizado. Esta cúpula imaginária forma a metade superior de uma esfera imaginária, que é chamada de "esfera celeste". Desempenha um papel fundamental na indicação da posição de objetos astronômicos.

O eixo de rotação da Terra é inclinado em cerca de 23,5° em relação à perpendicular traçada ao plano da órbita terrestre (ao plano da eclíptica). A intersecção deste plano com a esfera celeste dá um círculo - a eclíptica, o caminho aparente do Sol em um ano. A orientação do eixo da Terra no espaço quase não muda. Assim, todos os anos em junho, quando o extremo norte do eixo está inclinado em direção ao Sol, ele se eleva no céu do Hemisfério Norte, onde os dias se tornam longos e as noites mais curtas. Tendo se movido para o lado oposto da órbita em dezembro, a Terra se volta para o Sol com o Hemisfério Sul, e em nosso norte os dias se tornam curtos e as noites longas. Cm. Além disso TEMPORADAS .

No entanto, sob a influência da atração solar e lunar, a orientação do eixo da Terra ainda está mudando gradualmente. O principal movimento do eixo, causado pela influência do Sol e da Lua no bojo equatorial da Terra, é chamado de precessão. Como resultado da precessão, o eixo da Terra gira lentamente em torno da perpendicular ao plano orbital, descrevendo um cone com um raio de 23,5° em 26 mil anos. Por esta razão, em alguns séculos o pólo não estará mais perto da Estrela do Norte. Além disso, o eixo da Terra faz pequenas flutuações, chamadas de nutação e associadas à elipticidade das órbitas da Terra e da Lua, bem como ao fato de o plano da órbita lunar ser ligeiramente inclinado em relação ao plano da órbita da Terra.

Como já sabemos, a aparência da esfera celeste durante a noite muda devido à rotação da Terra em torno de seu eixo. Mas mesmo se você observar o céu ao mesmo tempo durante o ano, sua aparência mudará devido à rotação da Terra em torno do Sol. Leva aprox. 365 1/4 dias - cerca de um grau por dia. A propósito, um dia, ou melhor, um dia solar, é o tempo durante o qual a Terra gira uma vez em torno de seu eixo em relação ao Sol. Consiste no tempo que a Terra leva para girar em torno das estrelas (“dia sideral”), mais uma pequena quantidade de tempo – cerca de quatro minutos – para compensar o movimento orbital da Terra em um grau por dia. Assim, em um ano aprox. 365 1/4 dias solares e aprox. 366 1/4 estrela.

Quando vistas de um certo ponto da Terra, as estrelas localizadas perto dos pólos estão sempre acima do horizonte ou nunca se elevam acima dele. Todas as outras estrelas nascem e se põem, e a cada dia o nascer e o pôr de cada estrela ocorre 4 minutos mais cedo do que no dia anterior. Algumas estrelas e constelações surgem no céu à noite durante o inverno - nós as chamamos de "inverno" e outras - "verão".

Assim, a visão da esfera celeste é determinada por três tempos: a hora do dia associada à rotação da Terra; época do ano associada à circulação em torno do sol; uma época associada à precessão (embora o último efeito seja dificilmente perceptível “a olho” mesmo em 100 anos).

Sistemas coordenados.

Existem várias maneiras de indicar a posição dos objetos na esfera celeste. Cada um deles é adequado para tarefas de um determinado tipo.

Sistema Alt-azimute.

Para indicar a posição de um objeto no céu em relação aos objetos terrestres que cercam o observador, é usado um sistema de coordenadas "alt-azimute" ou "horizontal". Indica a distância angular do objeto acima do horizonte, chamada "altitude", bem como seu "azimute" - a distância angular ao longo do horizonte de um ponto condicional a um ponto diretamente abaixo do objeto. Em astronomia, o azimute é medido de um ponto sul a oeste, e em geodésia e navegação, de um ponto norte a leste. Portanto, antes de usar o azimute, você precisa descobrir em qual sistema ele é indicado. O ponto no céu diretamente acima da cabeça tem uma altura de 90 ° e é chamado de "zênite", e o ponto diametralmente oposto a ele (sob os pés) é chamado de "nadir". Para muitas tarefas, um grande círculo da esfera celeste, chamado de "meridiano celestial" é importante; passa pelo zênite, nadir e pólos celestes, e cruza o horizonte nos pontos norte e sul.

sistema equatorial.

Devido à rotação da Terra, as estrelas estão em constante movimento em relação ao horizonte e aos pontos cardeais, e suas coordenadas no sistema horizontal mudam. Mas para algumas tarefas de astronomia, o sistema de coordenadas deve ser independente da posição do observador e da hora do dia. Tal sistema é chamado de "equatorial"; suas coordenadas lembram latitudes e longitudes geográficas. Nela, o plano do equador terrestre, estendido até a intersecção com a esfera celeste, configura o círculo principal - o "equador celeste". A "declinação" de uma estrela se assemelha à latitude e é medida por sua distância angular ao norte ou ao sul do equador celeste. Se a estrela é visível exatamente no zênite, a latitude do local de observação é igual à declinação da estrela. A longitude geográfica corresponde à "ascensão reta" da estrela. É medido a leste do ponto de intersecção da eclíptica com o equador celeste, pelo qual o Sol passa em março, no dia do início da primavera no Hemisfério Norte e do outono no Sul. Este ponto, importante para a astronomia, é chamado de "primeiro ponto de Áries", ou "ponto do equinócio vernal", e é indicado pelo signo. Os valores de ascensão reta geralmente são dados em horas e minutos, considerando 24 horas como 360°.

O sistema equatorial é usado ao observar com telescópios. O telescópio é instalado de forma que possa girar de leste a oeste em torno do eixo direcionado ao pólo celeste, compensando assim a rotação da Terra.

outros sistemas.

Para alguns propósitos, outros sistemas de coordenadas na esfera celeste também são usados. Por exemplo, ao estudar o movimento dos corpos no sistema solar, eles usam um sistema de coordenadas cujo plano principal é o plano da órbita da Terra. A estrutura da Galáxia é estudada em um sistema de coordenadas, cujo plano principal é o plano equatorial da Galáxia, representado no céu por um círculo que passa ao longo da Via Láctea.

Comparação de sistemas de coordenadas.

Os detalhes mais importantes dos sistemas horizontal e equatorial são mostrados nas figuras. Na tabela, esses sistemas são comparados com o sistema de coordenadas geográficas.

Transição de um sistema para outro.

Muitas vezes há a necessidade de calcular suas coordenadas equatoriais a partir das coordenadas alt-azimute de uma estrela e vice-versa. Para isso, é necessário conhecer o momento de observação e a posição do observador na Terra. Matematicamente, o problema é resolvido usando um triângulo esférico com vértices no zênite, no pólo celeste norte e na estrela X; é chamado de "triângulo astronômico".

O ângulo com um vértice no pólo norte do mundo entre o meridiano do observador e a direção para qualquer ponto da esfera celeste é chamado de "ângulo horário" deste ponto; é medido a oeste do meridiano. O ângulo horário do equinócio vernal, expresso em horas, minutos e segundos, é denominado "tempo sideral" (Si. T. - tempo sideral) no ponto de observação. E como a ascensão reta de uma estrela é também o ângulo polar entre a direção para ela e o equinócio vernal, então o tempo sideral é igual à ascensão reta de todos os pontos situados no meridiano do observador.

Assim, o ângulo horário de qualquer ponto da esfera celeste é igual à diferença entre o tempo sideral e sua ascensão reta:

Seja a latitude do observador j. Dadas as coordenadas equatoriais de uma estrela uma e d, então suas coordenadas horizontais uma e pode ser calculado usando as seguintes fórmulas:

Você também pode resolver o problema inverso: de acordo com os valores medidos uma e h, sabendo o tempo, calcule uma e d. declinação dé calculado diretamente da última fórmula, então da penúltima é calculado H, e a partir do primeiro, se o tempo sideral é conhecido, então uma.

Representação da esfera celeste.

Durante séculos, os cientistas procuraram a melhor maneira de representar a esfera celeste para estudo ou demonstração. Foram propostos dois tipos de modelos: bidimensionais e tridimensionais.

A esfera celeste pode ser representada em um plano da mesma forma que a Terra esférica é representada nos mapas. Em ambos os casos, um sistema de projeção geométrica deve ser selecionado. A primeira tentativa de representar seções da esfera celeste em um plano foram esculturas rupestres de configurações estelares nas cavernas dos povos antigos. Hoje em dia, existem vários mapas estelares publicados na forma de atlas estelares desenhados à mão ou fotográficos cobrindo todo o céu.

Os antigos astrônomos chineses e gregos representavam a esfera celeste em um modelo conhecido como "esfera armilar". Consiste em círculos ou anéis de metal conectados entre si de modo a mostrar os círculos mais importantes da esfera celeste. Agora, globos estelares são frequentemente usados, nos quais são marcadas as posições das estrelas e os principais círculos da esfera celeste. Esferas e globos armilares têm um inconveniente comum: a posição das estrelas e as marcações dos círculos são marcadas em seu lado externo convexo, que vemos de fora, enquanto olhamos o céu "de dentro", e o as estrelas parecem-nos colocadas no lado côncavo da esfera celeste. Isso às vezes leva à confusão nas direções do movimento das estrelas e das figuras da constelação.

O planetário dá a representação mais realista da esfera celeste. A projeção óptica das estrelas em uma tela hemisférica a partir do interior permite reproduzir com muita precisão a aparência do céu e todos os tipos de movimentos das luminárias nele.