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 ідеальної сфери і разом з нею поводилися навколо Землі. У кожної з відомих тоді планет, біля Місяця і Сонця були такі ж власні сфери.
У сучасній астрономічній (астрометричній, навігаційній) практиці для з'ясування місцезнаходження небесних тіл виявляється зручно використовувати неіснуючу в реальності, а таку, що являє собою наочну модель небесну сферу, на яку місця розташування світил проектуються і вимірюються в сферичній системі координат. При таких вимірах, 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 зображає небесну сферу, ми як спостерігачі будемо поміщатися в її центрі. Лінія відвісу, що проходить через спостерігача і небесну сферу, виділяє на її поверхні дві точки - зеніт і надир. На площині, перпендикулярній до лінії відвісу, розташовується математичний горизонт (не потрібно плутати його із земним). Він поділяє небесну сферу на доступну і недоступну 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 уявній осі світу ми можемо уявити собі площину, якій і належить небесний екватор. Це коло, що є свого роду проекцією екватора земного на навколишню Землю небесну сферу. На нашій планеті екватор розділяє поверхню на 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 площини їх проходять через її центр. Ще одне таке коло - небесний меридіан. Якщо, в свою чергу, провести через нього площину, то вона пройде через небесну сферу послідовно в точках, що відзначають місцезнаходження зеніту, північного полюса світу, надіру 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 полуденною. Названа вона так тому, що опівдні приймає напрямок, що збігається з тінню, відкидається відважно 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 і розташована над точкою півдня) і в нижчій - Q "(ближче до надіру, 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 відвісу), 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, надіру і заходу. Якщо стояти точно на полюсі, площина небесного екватора для нас буде збігатися з площиною горизонту.
У середніх широтах, щоб визначити розташування 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 по небесному меридіану від горизонту, і шукану точку буде знайдено.
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 у обчисленні координат, тому в астрометрії введені епохи - точні дати з кроком зазвичай в 50 років, до яких прив'язуються зоряні карти.
У сучасну астрономічну епоху (J2000) екватор перетинає області нижчеперелічених сузір'їв в наступному порядку: Риби, Кіт, Ерідан, Телець, Оріон, Єдиноріг, Малий Пес, Гідра, Секстант, Лев, Дева, Веси, Змієносець, Змія, Орел, Водолій. З їх допомогою можна знайти на небі лінію екватора.
Наприклад, Оріон - справжній розсип коштовностей на зимовому небі. Його характерний вигляд, утворений одними з найяскравіших зірок, дізнається дуже легко. Лінія небесного екватора перетинає це сузір'я поблизу трьох центральних світил, званих Поясом Оріона. Влітку допоможе сузір'я Орла: небесний екватор проходить трохи нижче яскравої Альфи Орла - Альтаїра. Так що впізнавані сузір'я підкажуть спостерігачеві, де знаходиться небесний екватор.
