Аспан сферасы

Жұлдыздардың, планеталардың, т. б. аспан денелерінің орналасу орындарын анықтау және өлшеу сияқты практикалық мәселелерді шешу үшін астрономияда аспан сферасы деген ұғым колданылады.

Жұлдыз

Аспан сферасы—радиусы анықталмаған жорамал сфера. Аспан шырақтары, әртурлі қашықтықта болғандықтан, онық бетіне бақылаушы белгілі бір уаңытта өзі орналасқан орыннан кәретін бүкіл аспан шырақтары проекциялаиады.

Аспан сферасының орталық нүктесі,өдетте, жер орталығы немесе жер бетіндегі бақылаушы тұрған орынмен (бақылаушы көзімен) сәйкестендіріледі. Аспан сферасында тек бұрыштық өлшеулер ғана карастырылады. Бұрыштық қашыңтық деп сферадағы екі нүктенің арасындағы доғамен өлшенетін қашықтықты немесе оған сәйкес орталык бұрыш шамасын айтады. Яғни, бұл —бақылаушы көзімен қарағандағы (аспан сферасының орталық нүктесінен) осы екі нүктеге тарайтын сәулелердің арасындағы бұрыш. Еске түсірсек, бұл принцип география пәнінде де қолданылады: ендік пен бойлық — жер шары орындарының бұрыштық мәнде берілген географиялык координаталары. Аспан сферасы туралы ұғым адамзат тарихында өте ертеде пайда болған. Себебі аспан адамға жер бетін көмкерген өте үлкен күмбез тәрізді болып кәрінеді. Ежелгі дүниетаным бойынша, бүкіл әлем бетінде козғалмайтын шырақтар (Ай, Күн, планеталар,жұлдыздар) орналасқан мөлдір сфералардан құралған. "Аспан" сөзінің өзі кәне үнді тілінде "тастан жасалған күмбез" деген ұғымды білдіреді. Түркі халыктарының ежелгі ұғымы бойынша,аспан (көк) жеті немесе тоғыз қабаттан тұрады. Оларда дәрежелеріне сәйкес тәңірлер мекендейді. Астрономияның дамуы мұндай түсініктің қате екенін дәлелдеп берді, әйтсе де ыңғайлы болғандықтан, "аспан сферасы" деген ұғым казіргі астрономияда кеңінен қолданылады.

Ерте заманда аспан сферасы айналады деп есептелсе, біз оның айналысы Жердің өз осін айналуынан пайда болатын көрінерлік құбылыс екенін жаксы білеміз. Жер шары батыстан шығыска карай айналатындықтан, аспан бізге шығыстан батыска қарай айналатын болып кәрінеді. Осыдан аспан шырақтарының шығыстан туып, батыстан батуы туындайды. Аспан сферасының негізгі элементтері.

Зенит (Z) нүктесі бакылаушының дәл төбесінде, ал Надир (Z) — сфераның қарама-қарсы нүктесінде орналаскан. Осы екі нүктені қосатын түзу вертикаль сызық немесе тік сызық, оған перпендикуляр әрі аспан сферасының орталық нүктесі арқылы өтетін жазықтық математикалық немесе нақты көкжиек жазықтығы деп аталады. Ол аспан сферасын қиып, үлкен дөңгелек (орталығы аспан сферасының орталығымен сәйкес келетін шеңбер мағынасында) — нақты көкжиек (немесе жай ғана көкжиек) түзеді. Көкжиек аспан сферасын кәрінетін және кәрінбейтін екі бөлікке бөледі. Зениттен М шырак аркылы надирге дейін өтетін үлкен дөңгелек шырақ вертикалі деп аталады. Аспан сферасы және шырақтардың тәуліктік айналысы дірние осінің төңірегінде өтеді. Жер өлшемі жұлдыздарға дейінгі қашықтықпен салыстырғанда өте кіші болғандықтан, іс жүзінде дүние осі жер бетіндегі кез келген орын үшін Жер осіне параллель болады. Дүние осінің аспан сферасымен қиылысатын нүктелері аспан сферасының айналысына катыспайды. Сондықтан да олар дуние полюстері деп аталады. Төңірегінде аспан сферасының айналысы (сфераның орталық нүктесінде орналаскан бакылаушы үшін) сағат тілін айналу бағытына кері болатын полюс дүниенің солтүстік полюсі, оған карсы полюс дүниенің оңтүстік полюсі деп аталады. Дүниені солтүстік полюсі маңында (1°-ка жуық қашықтықта) Темірқазық жұлдызы орналасқан.

Зенит және дүние осі арқылы өтетін жазықтық аспан меридианының жазықтығы, ал оның аспан сферасымен қиылысқан кезінде пайда болатын үлкен дөңгелек аспан меридианы болып табылады. Аспан меридианы аспанның тәуліктік айналысына қатыспайды да, көкжиекпен екі нүктеде қиылысады, олар — көкжиектің оңтүстік (S) және солтүстік (N) нүктелері. Математикалық көкжиек және аспан меридианы жазыктыктарының киылысуында пайда болатын түзу талтүстік сызық деп аталады. Оның себебі,тал түсте тігінен койылған бағанның келеңкесі осы түзу бойымен бағытталады. Жер бетінің кез келген нүктесінде накты оңтүстік-солтүстік бағытты осы талтүстік сызык бағыты береді. Сондыктан ол Жер бетінде дұрыс бағдарлану үшін өте кажет бағыт болып табылады. Аспанда оның кызметін аспан меридианы аткарады.

Ғарыш

Аспан сферасының орталык нүктесі арқылы өтетін және дүние осімен тік бұрыш жасайтын жазықтық аспан экваторының жазықтығы деп аталады. Жер экваторына параллель бағытталған бұл жазықтық аспан сферасымен киылысканда пайда болатын үлкен дөңгелек аспан экваторы деп аталады. Аспан экваторы аспан сферасын оңтүстік және солтүстік екі жарты шарға бөледі және көкжиекпен екі нүктеде — шығыс (Е) және батыс (W) нуктелерінде қиылысады. Дүние полюстері және шырақ арқылы өтетін үлкен дөңгелек шырақтың еңістік дөңгелегі деп аталады. Кез келген шырақ аспан сферасының тәуліктік айналысына қатыса отырып, тәуліктік параллелъ деп аталатың кіші дөңгелектер бойымен козғалады. Бұл жайт жылжымайтындай етіп бекітілген фотоаппаратпен түсірілген түнгі аспанның суретінен айқын кәрінеді.

Эклиптика — Күннің зодиак шоқ жұлдыздары бойымен жылдық козғалысы атқарылатын үлкен дөңгелек. Күннің эклиптика бойымен козғалуы Жердің Күнді айналуынан туындайды. Эклиптика жазықтығы аспан экваторының жазықтығына е=23°26' бұрыш жасай орналаскан. Күн шарығының орталық нүктесі аспан экваторын жылына екі рет — 21 наурыз бен 23 кыркүйек маңында қиып өтеді. Бұл нүктелер көктемгі және кузгі күн мен түннің теңелу нуктелері деп аталады. Көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесі (ϓ — Тоқты шоқжұлдызының таңбасымен белгіленеді) арқылы Күн аспан сферасының оңтүстік жарты шарынан солтүстік жарты шарына, ал күзгі күн мен түннің теңелу нүктесі -Таразы шоқжұлдызының таңбасымен белгіленеді) аркылы кері бағытта өтеді.

Күн мен түннің теңелу нүктелеріне 90° құрайтын Күннің токырау нүктелері орналасады.Жазғы күннің тоқырау нүктесі Торпак пен Егіздер шоқжұлдыздарының шекарасында, Шаянның зодиак таңбасымен ᵑ белгіленеді. Қысқы күннің тоқырау нцктесі Мерген шоқжұлдызында, Ешкімүйіздің (Ұғылақ) таңбасымен белгіленеді . Негізгі жазықтықтар мен үлкен дөңгелектер аспан координаталарын енгізуде қолданылады.