Как мы восстанавливаем ночное небо
Звёздная карта - это три задачи друг поверх друга: какие звёзды существуют, какая половина небесной сферы была в тот момент повёрнута к вашему месту и как распластать полусферу на бумаге. Вот как решается каждая.
1. Какие звёзды мы рисуем
Мы рисуем звёзды ярче 5,5 звёздной величины из базы HYG, которая сочетает Йельский каталог ярких звёзд с астрометрией Hipparcos и Tycho-2. Их прямое восхождение и склонение на эпоху J2000 приводятся прецессией к равноденствию вашей даты по выражениям IAU 1976 (Мееус, «Астрономические алгоритмы», глава 21).
Собственные движения мы сознательно не учитываем: с 1900 по 2100 год типичная звезда смещается гораздо меньше чем на 0,01 градуса, то есть меньше пикселя на готовой карте. Размер следует видимой звёздной величине, цвет - показателю B-V, поэтому Бетельгейзе выходит оранжевым, а Ригель - бело-голубым.
2. Какая половина неба была перед вами
Это решает одно число: местное видимое звёздное время. Мы вычисляем гринвичское видимое звёздное время по ряду IAU 1982 и прибавляем вашу восточную долготу. Результат - прямое восхождение, проходящее через ваш меридиан в этот момент.
Отсюда часовой угол каждой звезды даёт высоту и азимут стандартным сферическим преобразованием. Ваше время по часам переводится историческим смещением часового пояса, поэтому правила летнего времени нужного года соблюдаются.
3. Распластать полусферу
Мы используем стереографическую проекцию: зенит в центре, горизонт ровно по краю. Она конформна, поэтому очертания Ориона или Южного Креста не искажаются - в отличие от простого графика высоты против азимута.
Диск следует соглашению печатных карт: север сверху, восток слева. Именно это вы видите, лёжа на спине, и поэтому карта совпадает с небом, а не с картой местности.
4. Луна и планеты
Луна рассчитывается по усечённой лунной теории ELP2000-82B, Солнце - по ряду видимой долготы из главы 25 Меуса, Меркурий через Сатурн - по полному ряду VSOP87 с поправками на время прохождения света и годичную аберрацию.
Это те же ряды, что использует наш калькулятор натальной карты, где они сверены с NASA JPL Horizons с точностью лучше одной угловой минуты. Эклиптическая широта включена, поэтому метка Луны попадает на нужную сторону эклиптики.
5. Полоса Млечного Пути
Мягкое свечение на диске построено по галактической системе координат: мы проводим окружности постоянной галактической широты и проецируем их вместе со всем остальным. Оно показывает, где проходит полоса, а не насколько яркой она была.
Это визуальная аппроксимация, не фотометрия - украшение, оказавшееся на своём месте.
Источники данных и литература
- База данных HYG (астрометрия Hipparcos, Йельского каталога ярких звёзд и Tycho-2), поставляется с three-starmap под лицензией MIT.
- Данные линий созвездий d3-celestial, BSD-3-Clause.
- Мееус Ж. Астрономические алгоритмы, 2-е изд. (Willmann-Bell, 1998): главы 12, 21, 22, 25 и 32.
- Планетная теория VSOP87 (Bretagnon & Francou, 1988) и лунная теория ELP2000-82B (Chapront-Touze & Chapront, 1983) через библиотеку astronomia.
Что эта карта такое - и что не является
Это геометрически верная картина того, где находились звёзды: позиции, поворот и проекция вычислены, а не нарисованы от руки. Это не фотография. Рефракция поднимает звёзды у горизонта до полуградуса, городской свет скрывает всё слабее примерно 4-й величины, а Млечный Путь - стилизованная полоса. Если вы хотите знать, была ли конкретная слабая звезда в ту ночь видна невооружённым глазом, карта скажет, где она была, но не скажет, могли ли вы её увидеть.