Невооруженным глазом видно на небе большое количество звезд. их так много, что, кажется, нельзя сосчитать, однако зрение, видимых невооруженным глазом, около трех тысяч. Глядя на небо, нетрудно заметить, что звезды разные по яркости, или, как говорят астрономы, по блеску.
Яркие назвали звездами 1-й звездной величины (звездная величина характеризует не размеры, а только блеск зрение). Звезды, которые в 2,5 раза (точнее, в 2,512) слабее блеском от звезд 1-й величины, называют звездами 2-й звездной величины и т. д. слабые по блеску и звезд, видимых невооруженным глазом, - это звезды 6-й звездной величины. Они слабее зрение 1-й звездной величины в 100 раз. Всего на небе 22 звезды 1-й звездной величины, но блеск их не одинаков: одни из них чуть ярче от звезд 1-й величины, другие слабее. Такой же неодинаков блеск имеют звезды 2-й и следующих величин, поэтому, чтобы точно определять блеск той или иной звезды, его приходится выражать дробью. Самая яркая звезда северного полушария неба Вега имеет блеск 0,14 звездной величины, а самая яркая звезда всего неба Сириус - минус 1,58 звездной величины, Солнце - минус 26,8. Звезды различают не только по блеску, но и по цвету. Они могут быть белыми, желтыми, красными. Чем краснее звезда, тем она холоднее. Солнце принадлежит к желтым зрение.
Еще в древности наблюдатели, чтобы облегчить ориентирование на небе, объединили близкие друг к другу звезды в созвездия, каждое из которых характеризуется своеобразным узором звезд, входящих в него. Теперь небо разделено на 88 созвездий. На рис. 1 изображена созвездия вблизи Полярной звезды. Под созвездием понимают всю область неба в пределах некоторых установленных границ. Звезды движутся в мировом пространстве.
Но они лежат на огромных расстояниях, и мы не замечаем их перемещения на небе. Люди из поколения в поколение видят те же созвездия - взаимное положение звезд в них почти не изменяется. Многие созвездий до наших дней сохраняют свои названия с древности: Большая Медведица, Малая Медведица, Лира, Лебедь, Телец, Орион, Большой Пес и др.. В каждом созвездии яркие звезды, как правило, обозначают буквой греческого алфавита. Например, Полярную звезду - альфа Малой Медведицы. Яркие звезды называют именами: Сириус, Вега, Альтаир и др..
Кажется, что все небесные светила равно удалены от нас, хотя настоящие расстояния до звезд разные. Наш глаз это отличие в расстояниях не замечает. Поэтому звезды удобно рассматривать условно так, будто они расположены на внутренней поверхности шара произвольного радиуса, в центре которой находится наблюдатель. Небесной сферой понимают воображаемую шаровую поверхность произвольного радиуса, на которую мы проектируем положение небесных светил. Понятием небесной сферы пользуются для угловых измерений на небе, для удобства рассуждений о простейшие видимые небесные явления, для различных расчетов, например определение времени восхода и захода светил. Отвесная линия ИТ (рис. 2), проходящей через глаз наблюдателя (точка С), который находится в центре небесной сферы, пересекает небесную сферу в точках 2 - зенит, 2 '- надир (противоположная зениту точка небесной сферы). Зенит - это самая высокая точка над головой наблюдателя.
Плоскость, перпендикулярная отвесной линии, называется горизонтальной плоскостью. Математическим горизонтом называется линия пересечения небесной сферы с горизонтальной плоскостью, проходящей через центр небесной сферы.
Движутся звезды по небосводу? Оказывается, что все они движутся, и притом одновременно. В этом легко убедиться, наблюдая звездное небо (ориентируясь по определенным предметами). Но есть и такая звезда, передвижения которого в течение всей ночи почти незаметно. Эту звезду назвали Полярной. Она в течение суток описывает круг малого радиуса, и ее видно почти на той же высоте над горизонтом в северной части неба. Звезды течение суток описывают тем большие круги, чем дальше от Полярной звезды они лежат. Ось суточного вращения небесной сферы называют осью мира (РР "). Вращение неба вокруг Земли - явление кажущееся. Оно объясняется вращением Земли. Точки пересечения небесной сферы с осью мира называют полюсами мира (точка Р - Северный полюс мира, точка Р '- Южный полюс мира). Полярная звезда находится вблизи Северного полюса мира. Когда мы смотрим на Полярную звезду, точнее, на неподвижную точку с ней - Северный полюс мира, направление нашей точки совпадает с осью мира. Южный полюс мира лежит в южном полушарии небесной сферы.
Плоскость ЕА И/Г0, перпендикулярной оси мира РР 'и проходит через центр небесной сферы, называется плоскостью небесного экватора, а линия пересечения ее с небесной сферой - небесным экватором. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северную и южную. Ось мира, полюса мира и небесный экватор аналогичные оси, полюсам и экватору Земли, потому упомянутые названия связаны с видимым вращением небесной сферы, а оно является следствием действительного вращения земного шара.
Плоскость, проходящая через точку зенита 2, центр С небесной сферы и полюс Р мира, называют плоскостью небесного меридиана, а линия пересечения ее с небесной сферой образует линию небесного меридиана.
В любом месте Земли плоскость небесного меридиана совпадает с плоскостью географического меридиана этого места. Полуденная линия N8 - это линия пересечения плоскостей меридиана и горизонта, озаглавленная так потому, что в полдень тени от вертикальных предметов падают в этом направлении.