Снова о видимом движении Солнца

Когда в 1961 г. астроном Смитсонианской обсерватории (США) Джеральд Хокинс приступил к изучению Стоунхенджа, он уже был уверен, что это гигантское каменное сооружение частично имело и астрономическое предназначениие. Во-первых, его предшественник — астроном той же обсерватории Самюэл Ленгли — ранее, в 1889 г., писал: «Значительное число больших национальных обсерваторий... есть плод развития и усовершенствования той отрасли астрономии, детство которой олицетворяет комплекс Стоунхендж. Люди, жившие в те времена, были способны предсказывать, где взойдет Солнце в заданный день и каков будет его путь по небосклону, хотя ничего не знали о физической природе светила». Во-вторых, задолго до этого было установлено, что главная ось комплекса Стоунхендж — прямая, проходящая по аллее через центр Пяточного камня, — указывает на точку горизонта, где в день летнего солнцестояния восходит Солнце.

Дж. Хокинс внес существенный вклад в исследование комплекса. В результате он пришел к главному выводу — Стоунхендж построен как обсерватория для наблюдений Солнца и Луны в строго определенные важные моменты времени, на «стыке», образно говоря, разных астрономических сезонов года. За подробностями обратимся к данным современной науки.

В одной из предыдущих глав уже рассматривалось видимое движение звезд и других небесных тел, отражающее вращение Земли вокруг своей оси. Звезда описывает на небесной сфере окружность, которая называется суточной параллелью (см. рис. 17). Радиус ее тем меньше, чем ближе объект к полюсу мира, т. е. чем дальше он от небесного экватора. Угловое расстояние звезды от экватора, обозначаемое δ, — это одна из небесных координат — склонение. В северной половине неба склонение имеет положительные значения, а в южной — отрицательные. Если объект расположен строго на экваторе, то его склонение равно 0, а если на полюсе — то +90° и -90° для Северного и Южного полюсов соответственно. В остальных случаях склонение может быть равным, например, +54° или -38,5° и т. д.

Выше рассматривалось видимое движение Солнца среди звезд, отражающее обращение Земли по орбите вокруг нашего светила (см. рис. 5). Каждый год 21 марта Солнце попадает в так называемую точку весеннего равноденствия ν¹. Это точка, в которой эклиптика пересекается с небесным экватором, т. е. склонение Солнца (строго говоря, центра его диска) в момент равноденствия равно нулю. Точно такая же ситуация возникает и в момент прохождения Солнцем точки осеннего равноденствия ν' 23 сентября. В остальное время года склонение Солнца не равно нулю, поскольку эклиптика наклонена под углом к небесному экватору. Как показано на рис. 3, этот угол составляет 90° - 66,5° = 23,5°, где 66,5° — угол наклона оси вращения Земли к плоскости ее орбиты. Если смотреть со стороны Северного полюса мира, то движение Солнца по эклиптике происходит против часовой стрелки, и, следовательно, после момента весеннего равноденствия его угловое расстояние от Северного полюса уменьшается. Склонение (положительное) Солнца соответственно растет и достигает максимума в день летнего солнцестояния 22 июня (точка q на рис. 5), равного + 23,5°. Затем оно начинает уменьшаться и снова проходит через нуль в точке осеннего равноденствия ν'. После этого склонение Солнца становится уже отрицательным, и 22 декабря наступает день зимнего солнцестояния (точка e на рис. 5), когда склонение Солнца равно -23,5°. По завершении годового цикла Солнце вновь попадет весной в точку ν, имеющую нулевое склонение.

В предыдущих главах уже отмечалось, что при годовом движении Солнца по эклиптике положение точек его восхода и захода на горизонте с каждым днем меняется. Когда склонение Солнца равно нулю, они находятся строго на востоке и на западе соответственно. Максимальные отклонения от этих направлений наблюдаются в те дни, когда склонение Солнца равно +23,5° или -23,5°. Отсюда, естественно, следует вывод, что звезды, имеющие неодинаковые склонения, восходят (и заходят) в данном географическом месте в разных точках горизонта. И наоборот — зная азимуты этих точек, можно в принципе определять склонение проходящих через них небесных тел.

Примечания

1. В далеком прошлом (около 2000 лет назад) точка весеннего равноденствия находилась в созвездии Овна и обозначалась знаком ν (символ рогов). Это обозначение точки весеннего равноденствия сохранилось и по сей день, а для осеннего равноденствия стали применять символ ν' наряду со знаком созвездия Весов.