Задачи, решаемые с помощью карты

Но оставим южные околополярные звезды, благо их у нас не видно. Покончим лучше с нашим небом. Осталось еще два-три любопытных вопроса.

Как узнать по карте, какие звезды сейчас видны на небе, какие не видны? Какие звезды видны на востоке и на западе?

Обе задачи решаются сразу, но сначала надо условиться в том, что считать за восток и запад. Обыкновенно мы делим видимый небесный свод и видимую часть земной поверхности на две половины: либо на северную и южную, либо на восточную и западную. Говорят, например: "Солнце восходит на востоке, а заходит на западе"; это верно, но слишком неточно, так как Солнце восходит и заходит каждый день в разных местах. Лучше вместо цельных сторон - южной и северной, восточной, и западной - взять четыре вполне определенные точки. Их можно наметить таким способом.

Вечером, став под открытым небом, найдите Полярную звезду. Поклонитесь ей несколько раз: после этого вы будете стоять прямо на север. Проведите на земле длинную прямую черту прямо вперед, и вообразите, что вы довели эту черту до видимого края неба. Та точка, в которой ваша воображаемая черта встретится с видимой вдали чертой, отделяющей небо от земли (с линией горизонта), и будет точка севера.

Пройдя несколько шагов вдоль вашей черты, обернитесь назад и смотрите прямо вдоль черты. Так вы наметите точку юга на линии горизонта.

Проведите другую черту поперек вашей черты так, чтобы получился правильный крест с совершенно ровными, прямыми углами. Станьте в середине креста, в точке пересечения двух проведенных вами линий, и вообразите, что концы поперечной черты креста также доведены до линии горизонта. Те точки, в которых они встречаются с линией горизонта, это будут точка востока и точка запада. Заметьте раз навсегда в вашей местности точки юга, севера, востока и запада, чтобы не намечать их каждый раз. Для этого заметьте в этих точках какое-нибудь дерево, куст, строение; только выбирайте эти цели как можно дальше от себя: иначе, если вы выберете цели близкие, то стоит вам немного сойти с места, и они уж не совпадут с точками севера, юга, востока и запада. Припомните еще пятую точку неба - зенит: если вы поставите на вашем месте по отвесу высокий прямой отвесный столб и вообразите себе, что вершина этого столба уперлась в небо, то точка, в которую она упрется, это и будет зенит. Наконец, если вы вообразите себе, что ваш столб пророс вниз сквозь землю, прошел сквозь центр земного шара, вышел наружу на той стороне и там уперся в небо, то получится еще пятая точка неба, противоположная зениту; в астрономии она называется надиром.

Возвратимся к нашей задаче. Какие звезды видны у нас, например, в 11 часов вечера в начале июля по старому стилю или в средине июля по новому, и в какой части неба искать каждую из них?

Северные околополярные звезды, до 30-й северной параллели, изображенные на круглой карте, видны все, как и во всякое время. Поставьте карту в положение 9-22 июня (М. Медведица - вверх) и поверните ее обратно часовой стрелке на два часовых деления: получится положение звезд 9-22 июля в 9 ч. вечера; поверните еще на два часовых деления: получится положение звезд в 11 часов. Внизу карты, в точке севера, будет 7-й час, а вверху, в зените, - 19-й час. Между 60-й и 45-й параллелями, то-есть в зенитах разных мест от Петрограда до Крыма, будут мелкие звездочки созвездия Дракона, а прямо к югу от зенита будет стоять Лира. Из звезд же, изображенных на четыреугольных картах, будет видна ровно половина, именно - вот какая. В зените, как вы помните, стоит 19-й час. Сложите все четыре карты в одну длинную и положите ее перед собой так, чтобы против вас был 19-ый час (созвездие Стрельца). Здесь и будет точка юга - на нижнем краю карты и на 19-м часовом делении. На юге, и только на юге, над точкой юга, вы увидите на небе всю карту, с верху до низу. Отсчитайте от точки юга шесть часов влево и шесть часов вправо: там будут точки востока (1-й час) и запада (13-й час). Но эти точки придется поставить уж не на нижнем краю карты, а посредине, на экваторе: на востоке и западе уж видны только созвездия севернее экватора, то-есть сверху до середины карты. Отсчитайте еще шесть часов влево от точки востока и вправо от точки запада: тот и другой отсчет сойдутся на 7 часу; там будет точка севера. Ее придется поставить на верхнем краю карты: над точкой севера не видно ни одной из звезд, изображенных на длинной карте под 7 часом, - они все будут ниже горизонта, а над горизонтом на севере будут только звезды, изображенные на круглой карте северных созвездий.

Чертеж, показывающий, как проходит линия горизонта

Вот способ еще короче и прямее. Установив точку юга и отметив ее на нижнем краю карты, отсчитайте от нее 12 часовых делений вправо: там будет точка севера, на верхнем краю карты. Проведите на карте прямую черту от точки юга к точке севера. Эта черта будет изображать линию горизонта. Что выше этой черты, то видно на западной стороне неба; что ниже, то скрывается под горизонтом. Так же чертится и восточная половина линии горизонта, только надо отсчитывать от точки юга 12 часов влево. Все это понятнее на чертеже, особенно если вы сравните этот чертеж с чертежом, изображающим полный глобус, не разложенный на карты, и внутри его круг - горизонт. Этим способом нетрудно рассчитать, какие звезды видны, в какой стороне и на какой высоте над горизонтом.

Другая задача: где восходят разные звезды, где они заходят, как они идут по видимому небу и сколько времени от их восхода до заката?

Надо запомнить, что линия экватора пересекается с линией горизонта в точках востока и запада, так, например, звезда, находящаяся на экваторе глобуса (хотя бы δ Ориона), восходит в точке востока, а заходит в точке запада и описывает дугу, наклоненную над точкою юга. Дуга эта и есть линия экватора. В Крыму линия экватора проходит по середине видимого расстояния между зенитом и точкой юга, а в Петрограде гораздо ниже - на высоте в одну треть расстояния между зенитом и точкой юга. Звезда, находящаяся на экваторе, идет по видимому нами небу ровно 12 часов - и в Петрограде, и в Крыму, и где бы то ни было, все равно.

Звезда, помещенная на глобусе южнее экватора, очевидно, восходит уж не на востоке, а где-нибудь на юго-востоке, между точкой востока и точкой юга; она описывает по южной стороне видимого неба дугу ниже линии экватора и заходит на юго-востоке. Такие звезды видны на небе в течение времени меньше 12 часов. Чем южнее звезда, тем ближе к точке юга она восходит и заходит, и тем ниже, короче и кратче ее видимый путь.

Звезды, находящиеся к северу от экватора, восходят в промежутке между точкой востока и точкой севера, одним словом, - в северо-восточной четверти горизонта. Оттуда они движутся вверх и в то же время к югу, переходят в южную сторону неба, описывают дугу, наклоненную над линией экватора и заходят на северо-западе. Они описывают на видимом небесном своде дугу больше, чем в полкруга, и остаются на небе дольше двенадцати часов.

Пути звезд на небесном своде Южная сторона

Наконец, звезды, которые находятся еще ближе к полюсу, описывают на небесном своде полные круги около Полярной звезды и совсем не заходят, так что их можно видеть на небе во всякое время года, ночи и дня, если у вас есть телескоп.

Пути звезд на небесном своде. Северная сторона

В Крыму Полярная звезда видна посередине расстояния между зенитом и точкой севера, так что там круг, проходящий своим нижним краем через точку севера, верхним краем проходит через зенит. Этот круг, описывают звезды Капелла и Денеб: они помещаются на глобусе на 45-ой параллели, следовательно, на середине расстояния между экватором и полюсом, и сам Крым находится на середине расстояния между экватором и полюсом, приблизительно 4700 верст или (5000 километров) от того и другого. Петроград ближе к полюсу, он стоит под 60-й параллелью. В Петрограде Полярная звезда видна на высоте в две трети расстояния от точки севера до зенита. Потому-то в Петрограде круг незаходящих околополярных звезд в полтора раза шире, чем в Крыму. Круги, описываемые незаходящими звездами на петроградском небе, помещаются внутри 30-й северной параллели; они переходят своим верхним краем в южную сторону небосклона, южнее зенита, и представляются на ней в виде дуг, проходящих выше экватора. Только одна Малая Медведица в Петрограде никогда не переходит в южную сторону неба и, даже протянувшись вверх, не достает до зенита. Итак, на южной стороне неба все звезды описывают дуги, наклоненные срединой над точкой юга. На северной стороне неба немногие звезды, близкие к Полярной, описывают полные круги, более отдаленные звезды - тоже полные круги, но часть этих кругов проходит дугой через верх южной стороны неба; звезды, самые отдаленные от Полярной и близкие к экватору, чертят наклонные линии - начала и концы больших дуг, середина которых проходит но южной стороне неба выше экватора. Так изображаются пути звезд на бумаге. А на настоящем небе, как мы его видим, пути звезд представляются в виде кругов и дуг, поднимающихся наклонно от севера к югу и параллельных друг другу.