АСТРОНОМИЯ

Так как наблюдатель вместе с Землей движется в пространстве вокруг Солнца почти

по окружности, то направление с Земли на близкую звезду должно меняться и

близкая звезда должна казаться описывающей на небе в течение года некоторый

эллипс. Этот эллипс, называемый параллактическим, будет тем более сжатым, чем

ближе звезда к эклиптике и тем меньшего размера, чем дальше звезда от Земли. У

звезды, находящейся в полюсе эклиптики, эллипс превратится в малый круг, а у

звезды, лежащей на эклиптике, - в отрезок дуги большого круга, который земному

наблюдателю кажется отрезком прямой ( 45). Большие полуоси параллактических

эллипсов равны годичным параллаксам звезд.

Следовательно, наличие годичных параллаксов у звезд является доказательством

движения Земли вокруг Солнца.

Первые определения годичных параллаксов звезд были сделаны в 1835-1840 гг.

Струве, Бесселем и Гендерсоном. Хотя эти определения были не очень точными,

однако они не только дали объективное доказательство движения Земли вокруг

Солнца, но и внесли ясное представление об огромных расстояниях, на которых

находятся небесные тела во Вселенной.

Вторым доказательством движения Земли вокруг Солнца является годичное

аберрационное смещение звезд, открытое еще в 1728 г. английским астрономом

Брадлеем при попытке определить годичный параллакс звезды у Дракона.

Аберрацией вообще называется явление, состоящее в том, что движущийся

наблюдатель видит светило не в том направлении, в котором он видел бы его в тот

же момент, если бы находился в покое. Аберрацией называется также и сам угол

между наблюдаемым (видимым) и истинным направлениями на светило. Различие этих

направлений есть следствие сочетания скорости света и скорости наблюдателя.

Пусть в точке К ( 46) находится наблюдатель и крест нитей окуляра

инструмента, а в точке О - объектив инструмента. Наблюдатель движется по

направлению КА со скоростью v.

Луч света от звезды М встречает объектив инструмента в точке О и,

распространяясь со скоростью с, за время t  пройдет расстояние ОK = сt  и

попадет в точку K. Но изображение звезды на крест нитей не попадет, так как за

это же время t   наблюдатель и крест нитей переместятся на величину KK1 = vt  и

окажутся в точке K1. Для того чтобы изображение звезды попало на крест нитей

окуляра, надо инструмент установить не по истинному направлению на звезду КМ, а

по направлению К0О и так, чтобы крест нитей находился в точке К0 отрезка К0К =

К1К = vt .  Следовательно, видимое направление на звезду К0М' должно составить с

истинным направлением КМ угол s , который и называется аберрационным смещением

светила.

Из треугольника КО К0 следует:

или, по малости угла а,

      (4.1)

где q   - угловое расстояние видимого направления на звезду от точки неба, в

которую направлена скорость наблюдателя. Эта точка называется апексом движения

наблюдателя.

Наблюдатель, находящийся на поверхности Земли, участвует в двух ее основных

движениях: в суточном вращении вокруг оси и в годичном движении Земли вокруг

Солнца. Поэтому различают суточную и годичную аберрации. Суточная аберрация есть

следствие сочетания скорости света со скоростью суточного вращения наблюдателя,

а годичная - со скоростью его годичного движения.

Так как скорость годичного движения наблюдателя есть скорость движения Земли по

орбите v = 29,78 км/сек, то, принимая с = 299 792 км/сек, согласно формуле

(4.1), будем иметь

s  = 20",496 sin q  " 20",50 sin q.

Число k0 = 20",496 " 20",50 называется постоянной аберрации.

Так как апекс годичного движения наблюдателя находится в плоскости эклиптики и

перемещается за год на 360ё, то видимое положение звезды, находящейся в полюсе

эклиптики (q   = b  = 90ё), описывает в течение года около своего истинного

положения малый круг с радиусом 20",50. Видимые положения остальных звезд

описывают аберрационные эллипсы с полуосями 20",50 и 20",50 sin b , где b  -

эклиптическая широта звезды. У звезд, находящихся в плоскости эклиптики (b  =

0), эллипс превращается в отрезок дуги длиной 20",50 × 2 = 41",00, точнее,

40",99.

Таким образом, самый факт существования годичного аберрационного смещения у

звезд является доказательством движения Земли вокруг Солнца.

Различие между параллактическим и аберрационным смещением заключается в том, что

первое зависит от расстояния до звезды, второе только от скорости движения Земли

по орбите. Большие полуоси параллактических эллипсов различны для звезд,

находящихся на разных расстояниях от Солнца, и не превосходят 0",76, тогда как

большие полуоси аберрационных эллипсов для всех звезд, независимо от расстояния,

одинаковы и равны 20",50.

Кроме того, параллактическое смещение звезды происходит в сторону видимого

положения Солнца, аберрационное же смещение направлено не к Солнцу, а к точке,

лежащей на эклиптике, на 90ё западнее Солнца.