Дивлячись на небо, людина не може оцінити відстань до зірок – адже на небі немає перспективи. Недарма античні і середньовічні астрономічні погляди включали в себе такий елемент, як «сфера нерухомих зірок». Зірки представлялися прикріпленими до якоїсь віддаленої ідеальній сфері і разом з нею зверталися навколо Землі. У кожній з відомих тоді планет, Місяця і Сонця були такі ж власні сфери.
У сучасної астрономічної (астрометрической, навігаційної) практиці для з’ясування місцезнаходження небесних тіл виявляється зручно використовувати неіснуючі в реальності, а представляє собою наочну модель небесну сферу, на яку розташування світил проектуються і вимірюються в сферичній системі координат. При таких вимірюваннях, а також при переході від однієї системи координат до іншої, небесний екватор – це абсолютно необхідний елемент. Про це – далі.
Що таке небесний екватор
На схемі, що зображує небесну сферу, ми, як спостерігачі, будемо поміщатися в її центрі. Лінія схилу, що проходить через спостерігача і небесну сферу, виділяє на її поверхні дві точки – зеніт і надир. На площині, перпендикулярної до лінії схилу, розташовується математичний горизонт (не потрібно плутати його з земним). Він поділяє небесну сферу на доступне і недоступне для спостереження півкулі.
Через спостерігача проходить також умовна вісь світу, навколо якої обертається ця сфера. Вони мають дві спільні точки, ключові для нас – полюси світу (північний і південний). Перпендикулярно уявної осі світу ми можемо уявити собі площину, якій і належить небесний екватор. Це коло, що є свого роду проекцією земного екватора земної на навколишнє Землю небесну сферу. На нашій планеті екватор розділяє на поверхню півкулі, відповідно площина небесного екватора точно так само січе небесну сферу.
Сторони світла
І математичний горизонт, і, звичайно ж, небесний екватор – це так звані великі кола небесної сфери, оскільки площині їх проходять через її центр. Ще один такий коло – небесний меридіан. Якщо, в свою чергу, провести через неї площину, то вона пройде через небесну сферу послідовно в точках, які відзначають місцезнаходження зеніту, північного полюса світу, надира і південного полюса світу.
Тепер подивимося, як великі кола співвідносяться один з одним. Небесний меридіан проходить через горизонт в точках N (півночі) і S (півдня). З’єднавши їх, ми отримаємо лінію, іменовану полуденної. Названа вона так тому, що опівдні приймає напрямок, що збігається з тінню, що відкидається прямовисно встановленим стрижнем.
Небесний екватор перетинається з горизонтом в точках E і W, що позначають схід і захід, а з меридіаном у своїй найвищій точці Q (вона більш близька до зеніту, розташована над точкою півдня) і нижчої – Q’ (ближче до надіра, знаходиться під точкою півночі).
Де знаходиться небесний екватор
Кут, під яким небесний екватор перетинається з лінією горизонту (такий же за величиною кут утворюють між собою вісь світу і лінія схилу), може бути різним; чисельне значення його залежить від положення спостерігача на земній поверхні.
Розташовуючись на земному екваторі, ми виявимо небесний екватор точно у себе над головою. Він буде йти через точки зеніту, сходу, надира і заходу. Якщо стояти точно на полюсі, площина небесного екватора для нас буде збігатися з площиною горизонту.
У середніх широтах, щоб визначити положення верхньої точки небесного екватора, потрібно відняти з 90° широту, на якій ми знаходимося в якості спостерігача. Вставши спиною до полюса світу, потрібно відкласти отриману величину з небесного меридіану від горизонту, і шукана точка буде знайдена.
Екваторіальні сузір’я
Внаслідок прецесії земної осі з плином часу положення полюсів світу повільно змінюється. Відповідним чином зміщується і небесний екватор. Це явище призводить до накопичення помилок в обчисленні координат, тому в астрометрії введені епохи – точні дати з кроком зазвичай в 50 років, до яких прив’язуються зоряні карти.
В сучасну астрономічну епоху (J2000) екватор перетинає області нижчеперелічених сузір’їв у наступному порядку: Риби, Кит, Ерідан, Телець, Оріон, Єдиноріг, Малий Пес, Гідра, Секстант, Лев, Діва, Терези, Змієносець, Змія, Орел, Водолій. З їх допомогою можна знайти на небі лінію екватора.
Наприклад, Оріон – справжня розсип коштовностей на зимовому небі. Його характерний вигляд, утворений одними з найяскравіших зірок, впізнається дуже легко. Лінія небесного екватора перетинає це сузір’я поблизу трьох центральних світил, званих Поясу Оріона. Влітку допоможе сузір’я Орла: небесний екватор проходить трохи нижче яскравою Альфи Орла – Альтаїра. Так що пізнавані сузір’я підкажуть спостерігачеві, де знаходиться небесний екватор.
