Неб е сная сф е ра, уявна допоміжна сфера довільного радіуса, на яку проектуються небесні світила; служить для вирішення різних астрометричних завдань. Подання про Н. с. виникло в далекій давнині; в основу його лягло зорове враження про існування куполоподібного небесного зводу. Це враження пов'язане з тим, що в результаті величезної віддаленості небесних світил людське око не в змозі оцінити відмінності у відстанях до них, і вони представляються однаково видаленими. У древніх народів це асоціювалося з наявністю реальної сфери, що обмежує весь світ і що несе на своїй поверхні численні зірки. Т. о., В їхньому уявленні Н. с. була найважливішим елементом Всесвіту. З розвитком наукових знань такий погляд на Н. с. відпав. Однак закладена в давнину геометрія Н. с. в результаті розвитку і вдосконалення отримала сучасний вигляд, в якому і використовується в астрометрії.

Радіус Н. с. може бути прийнятий яким завгодно: в цілях спрощення геометричних співвідношень його вважають рівними одиниці. Залежно від розв'язуваної задачі центр Н. с. може бути поміщений в місце, де знаходиться спостерігач (топоцентрические Н. с.), в центр Землі (геоцентрична Н. с.), в центр тієї або іншої планети (планетоцентрична. Н. с.), в центр Сонця (геліоцентрична Н. с.) або в будь-яку ін. точку простору. Кожному світила на Н. с. відповідає точка, в якій її перетинає пряма, що з'єднує центр Н. с. зі світилом (з його центром). При вивченні взаємного розташування і видимих ​​рухів світил на Н. с. вибирають ту чи іншу систему координат (див. небесні координати ), Яка визначається основними точками і лініями. Останні зазвичай є великими колами Н. с. Кожен великий круг сфери має два полюси, що визначаються на ній кінцями діаметру, перпендикулярного до площини даного кола.

На рис. 1 зображена Н. с., Яка відповідає місцю спостереження, розташованому в деякій точці земної поверхні з широтою (р. Стрімка (вертикальна) лінія, проведена через центр цієї сфери, перетинає Н. с. В точках Z і Z ', званими відповідно зенітом і надиром. Площина, що проходить через центр Н. с. перпендикулярно прямовисній лінії, перетинає сферу по великому колу NESW, званому математичним (або істинним) горизонтом. Математичний горизонт ділить Н. с. на видиму і невидиму півсфери; в першій знаходиться зеніт, у другий - надир. Пряма, що проходить через центр Н. с. Паралельно осі обертання Землі, званою віссю світу, а точки перетину її з Н. с. - Північним Р і Південним P 'полюсами світу. Площина, що проходить через центр Н. с. Перпендикулярно осі світу, перетинає сферу по великому колу AWA'E, називається небесним екватором. з побудови випливає, що кут між віссю світу і площиною математичного горизонту, а також кут між прямовисною лінією і площиною небесного екватора дорівнюють географічній широті (місця спостережень. Велике коло Н. с., Що проходить через полюси світу, зеніт і надир, називається небесним меридіаном.

З двох точок, в яких небесний меридіан перетинається з математичним горизонтом, найближча до Північного полюса світу N називається точкою півночі, а діаметрально протилежна S - точкою півдня. Пряма NS, що проходить через ці точки, є полуденна лінія. Точки горизонту, віддалені на 90 ° від точок N і S, називаються точками сходу Е і заходу W. Точки N, Е. S, W називаються головними точками горизонту. По діаметру EW перетинаються площині математичного горизонту і небесного екватора.

Велике коло Н. с., По якому відбувається видимий річний рух центру Сонця, називається екліптикою (мал. 2).

Площина екліптики утворює з площиною небесного екватора кут e = 23 ° 27 '. Екліптика перетинає екватор в двох точках, одна з яких -точка весняного рівнодення (в ній Сонце при видимому річному русі переходить з Південної півкулі Н. с. В Північне), а інша, діаметрально протилежна їй, - точка осіннього рівнодення. Точки екліптики, віддалені на 90 ° від точок весняного і осіннього рівнодення, називається точками літнього і зимового сонцестояння (перша - в Північній півкулі Н. с., Друга - в Південному). Велике коло Н. с., Що проходить через полюси світу і точки рівнодення, називається колюрии рівнодення; велике коло Н. с., що проходить через полюси світу і точки сонцестояння, - колюрии сонцестояння. Прокреслені на зоряній карті, ці круги відсікають хвости у древніх зображень сузір'їв Великої Ведмедиці (колюр рівнодення) і Малої Ведмедиці (колюр сонцестояння), звідки й походить їхня назва (грец. K ó luroi, буквально - з рубаним хвостом, від k ó los - обрубаний, відсічений і ярма - хвіст).

Мабуть добовому переміщенню зірок, що є відображенням дійсного обертання Землі навколо осі, відповідає обертання Н. с. навколо осі світу з періодом, рівним одним зоряним діб. Внаслідок обертання Н. с. всі зображення світил описують в просторі паралельні екватору кола, називаються добовими паралелями світив. Залежно від розташування добових паралелей відносно горизонту світила підрозділяються на що не заходять (добові паралелі розташовуються цілком над горизонтом), невисхідні (добові паралелі цілком під горизонтом), висхідні і що заходять (добові паралелі перетинаються горизонтом). Межами цих груп світил є паралелі KN і SM ', що стосуються горизонту в точках N і S (рис. 1). Так як видимість світил визначається положенням горизонту, площина якого перпендикулярна прямовисній лінії, то умови видимості небесних світил різні для місць на поверхні Землі з різною географічною широтою j. Це явище, відоме вже в давнину, служило одним з доказів кулястості Землі. На екваторі (j = 0 °) вісь світу PP 'розташовується в площині горизонту і збігається з полуденної лінією NS. Добові паралелі (KK ', MM') всіх світил перетинають площину горизонту під прямими кутами. Тут все світила є висхідними і що заходять (рис. 3). У міру переміщення спостерігача по земній поверхні від екватора до полюса нахил осі світу до горизонту збільшується. Все більше число світил стає не заходять і невисхідні. На полюсі (j = 90 °) вісь світу збігається з прямовисною лінією, а площину екватора - з площиною горизонту. Тут все світила розділяються лише на заходять і невисхідні, так яких добові паралелі (KK ', MM') розташовуються в площинах, паралельних горизонту (рис. 4).

Літ .: Блажко С. Н., Курс сферичної астрономії, М. - Л., 1948; Казаков С. А., Курс сферичної астрономії, 2 видавництва., М. - Л., 1940.

В. П. Щеглов.

Мал. 4. Зображення небесної сфери для полюса (j = 90 °).

Мал. 2. Небесна сфера: ¡A A '- небесний екватор; ¡E = E '- екліптика; ¡І - точки весняного та осіннього рівнодення; Е і E '- точки літнього та зимового сонцестояння; Р і P '- Північний і Південний полюси світу; П і П '- Північний і Південний полюси екліптики.

Мал. 3. Зображення небесної сфери для екватора (j = 0 °).

Мал. 1. Небесна сфера: Z - зеніт; Z '- надир; NESW - математичний горизонт; N, Е, S, W - точки півночі, сходу, півдня і заходу; Р і P '- Північний і Південний полюси світу; AWA'E - небесний екватор; j - географічна широта.