Высота северного полюса мира (Полярной звезды) над горизонтом численно равна географической широте места наблюдения.

Для г. Стерлитамака географическая широта равна: =53°27′, то есть Северный полюс мира, отмеченный на небе Полярной звездой ( Малой Медведицы), находится на высоте 53°27′.

Земля обращается вокруг Солнца по орбите, форма которой близка к круговой, с периодом один год. Земному наблюдателю, не замечающему собственного движения, при этом кажется, что Солнце описывает среди звезд на небесной сфере круг с периодом 1 год.

Рис. 1.3. расположение основных элементов небесной сферы
относительно земного наблюдателя

Большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годовое движение Солнца, называется эклиптикой (рис. 1.4). Эклиптика проходит через 12 созвездий, называемых зодиакальными. Это – Овен (Aries – ^), Телец (Taurus – ♉), Близнецы (Gemini – ♊), Рак (Cancer – ♋), Лев (Leo – ♌), Дева (Virgo – ♍), Весы (Libra – ♎), Скорпион (Scorpius – ♏), Стрелец (Sagittarius – ♐), Козерог (Capricornus – g), Водолей (Aquarius – ♒), Рыбы (Pisces – ♓).

Профессиональные астрономы пользуются латинскими названиями созвездий, поэтому в списке зодиакальных созвездий в скобках мы привели латинские аналоги названий, а также указали символы зодиакальных созвездий (так называемые, знаки зодиака).

Рис. 1.4. Основные точки эклиптики

После пересмотра понятия «созвездие» в 1922 г. на Первом съезде Международного астрономического союза, когда под созвездием стали понимать не характерную группу ярких звезд, а определенную площадку на небе, отмеченную строгими границами, получилось, что эклиптика проходит еще через одно созвездие – Змееносец (или Змеедержец), традиционно не относящееся к зодиакальным.

Солнце в астрономии обычно обозначается символом ☉.

Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора на угол, равный 23°26′, который называется наклонением эклиптики и обозначается . Это – угол между плоскостями орбиты Земли и земного экватора.

Точки небесной сферы, удаленные от всех точек эклиптики на 90^°, называются полюсами эклиптики (рис. 1.4). Северный полюс эклиптики, обозначаемый , находится в северном полушарии небесной сферы, южный – в южном полушарии. Примечательно, что недалеко от северного полюса эклиптики расположена чрезвычайно красивая планетарная туманность Кошачий Глаз (NGC 6543), к сожалению, не видимая невооруженным глазом.

Точки пересечения эклиптики и небесного экватора называются точками равноденствий. Их две. Одна из них – точка весеннего равноденствия, обозначаемая символом созвездия Овен ^ и находящаяся ныне в соседнем созвездии Рыбы. В ней Солнце бывает ежегодно 21 марта. Вторая – точка осеннего равноденствия d, которую Солнце проходит 23 сентября. Она обозначается знаком созвездия Весов, а находится в настоящее время в Деве.

Наиболее отдаленные от небесного экватора точки эклиптики называют точками солнцестояний. Их также две. Точку летнего солнцестояния a, находящуюся в Близнецах, Солнце проходит 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния g, расположенной в Стрельце, бывает 22 декабря.

Еще в глубокой древности, видимо, задолго до нашей эры, была изобретена механическая модель небесной сферы, называемая также армиллярной сферой (armilla по-латыни – кольцо, браслет). Ее изобретение приписывают древнегреческому геометру Эратосфену (III век до н.э.).

Рис. 1.5. Старинная армиллярная сфера

В Древней Греции изготавливались весьма сложные действующие (вращающиеся) модели небесной сферы. Иногда они приводились в движение потоком падающей воды. Есть свидетельства, что великий греческий математик и инженер Архимед (287–212 гг. до н.э.) изготовил механический звездный глобус, внутри которого был подвешен земной, и даже написал книгу «Об устройстве небесного глобуса», увы, не дошедшую до нас.

В V книге труда «Альмагест» великого греческого астронома Клавдия Птолемея (II век н.э.) армиллярная сфера описана как астролабон. Она включает в себя все упомянутые выше основные элементы – круги и оси.

Независимо от европейцев армиллярная сфера была также изобретена в начале II века до н.э. в Древнем Китае знаменитым астрономом Чжан Хэном (Лю Ся Хуном) и представлена им в 104 г. до н.э. на собрании астрономов, посвященному ведению календаря. Изготовленная Чжан Хэном действующая модель небесной сферы вращалась вместе с небом, приводясь в движение водяными часами, что вызывало восхищение современников.

В настоящее время армиллярные сферы как научные приборы не используются. В основном они применяются в качестве наглядных пособий в процессе изучения астрономии. Но в этих моделях по-прежнему представлены все основные элементы небесной сферы.

Опишем главные элементы армиллярных сфер, используемых при выполнении учебных лабораторных работ в кабинете астрономии Института математики и естественных наук СГПА им. Зайнаб Биишевой.

В центре модели небесной сферы расположен небольшой шарик, имитирующий Землю. Через него проходит отвесная линия (тонкая проволочная ось). Она показывает направление на зенит.

Большое массивное металлическое кольцо, изображающее небесный меридиан, жестко укреплено на оси мира, вокруг которой вращается небесная сфера. Конечные точки этой оси лежат на небесном меридиане и представляют соответственно северный и южный полюса мира.

Белый металлический круг имитирует истинный или математический горизонт, который при работе с моделью небесной сферы должен всегда устанавливаться в горизонтальном положении. Ось мира образует с плоскостью истинного горизонта угол, равный географической широте места наблюдения. При установке модели на заданную широту этот угол жестко фиксируется специальным винтом.

Широкое голубое кольцо, плоскость которого перпендикулярна к оси мира, представляет собой небесный экватор. Малые круги голубого цвета, параллельные экватору, – небесные параллели.

Металлические кольца белого цвета, проходящие через полюса мира и жестко скрепленные с небесным экватором, представляют часовые круги.

Широкое кольцо желтого цвета, жестко скрепленное под острым углом с небесным экватором, является эклиптикой. Она разделена на 12 частей, в каждой из которых указан месяц года, когда Солнце находится на этом участке. Точки пересечения эклиптики с небесным экватором отображают точки равноденствий.