Небето — астрономия

Звездно време: защо звездите изгряват по-рано всяка нощ

Звездното денонощие е около 23 часа 56 минути и 4 секунди – времето, за което Земята се завърта веднъж спрямо далечните звезди. Слънчевото денонощие е средно 24 часа, защото Земята междувременно изминава част от орбитата си. Тази разлика от около четири минути кара звездите да изгряват всяка вечер с около четири минути по-рано.

Ако наблюдавате една и съща звезда няколко вечери поред, ще забележите нещо любопитно: тя изгрява или минава през определена точка на небето малко по-рано от предната нощ. Не е грешка в часовника и не е илюзия. Това е пряко следствие от начина, по който Земята се върти и обикаля около Слънцето, а астрономите го описват с понятието звездно време (sidereal time – време, измервано по звездите, а не по Слънцето).

Слънчево и звездно денонощие

В ежедневието мерим времето по Слънцето. Слънчевото денонощие е интервалът между две последователни най-високи положения на Слънцето в небето (две пладнета). Средно то е 24 часа и именно на него се основават нашите часовници и часовите пояси.

Звездното денонощие (sidereal day) използва друг ориентир – далечните звезди, които за целите на наблюдението са практически неподвижни. То е времето, за което Земята се завърта точно веднъж спрямо тях. Стойността му е около 23 часа, 56 минути и 4 секунди.

Защо двете се различават? Защото Земята не само се върти около оста си, но и се движи по орбитата си около Слънцето. Докато планетата направи един пълен оборот спрямо звездите, тя вече е изминала малка част от пътя си около Слънцето. Затова Слънцето още не е стигнало отново до същата точка в небето и Земята трябва да се завърти още малко, за да настъпи следващото пладне.

Разликата от около четири минути

Земята обикаля Слънцето за около 365,25 денонощия. Този пълен кръг е 360 градуса, така че всеки ден орбиталното движение отмества посоката към Слънцето с около един градус. Земята се върти с около 15 градуса на час, значи един градус ѝ отнема около четири минути. Това е и разликата: 24 часа минус около 3 минути и 56 секунди дава звездното денонощие.

Последствията са лесни за проверка:

• всяка звезда изгрява, минава през меридиана (въображаемата линия север–юг през зенита) и залязва с около четири минути по-рано спрямо часовника ни;
• за една седмица натрупването е около половин час, а за месец – около два часа;
• за цяла година разликата достига пълен кръг от 24 часа. Затова през годината Земята прави един оборот спрямо звездите повече, отколкото има слънчеви денонощия: около 366,25 срещу около 365,25.

Простият извод е, че звездите не бързат – часовникът ни следва Слънцето, а не звездите.

Как се сменя небето през сезоните

Тази натрупваща се разлика обяснява защо различните съзвездия са видими в различните сезони. Ако погледнете небето в 22:00 часа на всяка нощ от годината, ще видите, че картината бавно се плъзга на запад – по около градус на нощ. Съзвездията, които в началото на месеца са високо над главата ви, след месец са по-ниски и по-близо до залеза, а на изток се появяват нови.

Причината е, че през различните части на годината нощната страна на Земята гледа в различна посока от космоса. Когато Слънцето е в дадена посока, звездите зад него са на дневното небе и не се виждат. Три месеца по-късно нощната половина е обърната към друга част от небето. Така през годината последователно се разкриват различни области, а тези около небесните полюси може да са видими през цялата нощ – например околополюсните звезди около Полярната звезда от северното полукълбо никога не залязват за наблюдател на средни северни ширини.

Видимият път на Слънцето сред звездите върви по еклиптиката, а зодиакалните съзвездия лежат около нея. Затова всяко от тях се скрива в лъчите на Слънцето за известно време в годината. Съзвездия като Орион са естествен сезонен ориентир: зимно украшение за северното полукълбо и почти невидими на вечерното небе през лятото. За практични съвети вижте как да гледаме небето.

Звездното време в изчисленията на небето

Астрономите използват и звездно време като координата за часа. Местното звездно време (local sidereal time) е определено за конкретно място и показва кои точки от небето в момента минават през местния меридиан. По определение то е равно на ректасцензията (небесна дължина, измервана по небесния екватор) на обектите, които в момента се намират на меридиана.

Това е удобно. Ако знаете звездното време на мястото си, знаете и кои обекти са най-високо и най-добре наблюдаваеми. Телескопите често се насочват именно по него, а обсерваториите планират нощта така, че целите да са близо до меридиана, където светлината минава през най-малко земна атмосфера.

За отправна точка на отброяването се използва пролетната точка (точката на равноденствието, където Слънцето пресича небесния екватор). Тъй като нейното положение бавно се измества заради прецесията на земната ос, строгите изчисления отчитат и малки поправки. Затова в точната астрономия звездното време се изчислява по приети формули и данни, а точността зависи от използваните модели – вижте ефемеридите и точността.

Понятието е полезно и за картите на небето, свързани с момента и мястото. Например за изчисляването на положението на небето в даден час е необходимо да се знае звездното време – затова точният час на раждането е важен при изготвянето на небесна карта: в астрономическата част местното звездно време определя кои градуси на еклиптиката в този миг изгряват и кои кулминират (минават през меридиана).

Накратко

Слънчевото денонощие следва Слънцето и е средно 24 часа. Звездното следва звездите и е около 23 часа 56 минути. Четирите минути разлика, натрупани за година, превръщат нощното небе в бавно въртящ се календар: всяка вечер звездите изгряват малко по-рано и през годината виждаме различни части на небето.

Позициите в Astronativa са астрономически точни. Тълкуването е за вдъхновение. · Речник · Условия · Поверителност