3) Мы получаем возможность дифференцировать список 12 именных звезд по уровню их «надежности». Наиболее «надежно измеренными» следует признать звезды, лежащие в области А и в непосредственной близости от ее границы. Таковыми являются звезды: Регул, Спика, Превиндемиатрикс, Процион, Арктур, Аселли, Антарес, Лира (Вега), Капелла. «Ненадежными» оказываются звезды: Сириус — в области D, Аквила (Альтаир) — в области B на границе Млечного Пути слева, Канопус — вообще за пределами карты. Эти звезды попали в «плохо измеренные» области на небе.
Замечание. Звезду Превиндемиатрикс также следует исключить из списка «хороших» именных звезд по следующей причине. Хотя эта звезда хорошо отождествляется, — в частности, ее нет в списке плохо отождествляемых звезд, см. табл. 6 в [1334], — тем не менее, в труде [1339] ей приписаны весьма неопределенные координаты, не подкрепленные ссылкой на оригинальные рукописи Альмагеста. Петерс сообщает следующее о координатах звезды Превиндемиатрикс в Альмагесте: «Греческие авторитеты дают 20°10′, арабы 15°10′ (но ведь это — разница на целых 5 градусов! — Авт.). Широта в каталоге Улугбека 16°15′. Петерс дает 16°0′, опираясь на каталог Хальмы, которому последовал Байли, однако он отмечает, что Хальма не дает авторитетной ссылки. Ясно, что Хальма взял 16°0′ из Галлея. Это, конечно, правильно (!? — Авт.), однако не подкреплено никакими рукописями» [1339], с. 104. Ясно, что при такой расплывчатости сведений звезду Превиндемиатрикс приходится исключить из рассмотрения.
Таким образом, из двенадцати именных звезд Альмагеста в «надежно измеренной» области неба оказываются восемь звезд: Регул, Спика, Процион, Арктур, Аселли, Антарес, Лира (Вега), Капелла.
4. О возможных искажениях координат звезд вследствие атмосферной рефракции
При работе со звездными каталогами следует помнить о рефракции, которая может существенно исказить координаты южных звезд. Рефракция обусловлена оптическими свойствами атмосферы при наблюдениях с поверхности Земли, а такими были все древние наблюдения. С математической точки зрения земная атмосфера может рассматриваться как совокупность концентрических сферических слоев, внутри каждого из которых плотность воздуха примерно постоянна, но с увеличением высоты эта плотность уменьшается от слоя к слою.
Хорошо известно, что луч света при переходе из менее плотного слоя воздуха в более плотный преломляется, рис. 2.19. Преломление тем больше, чем больше разница плотностей соседних слоев воздуха. В результате луч становится более вертикальным, он приближается к нормали, перпендикулярной границе раздела двух сред.
Рис. 2.19. Преломление луча света на границе двух сред.
На рис. 2.20 условно изображена земная атмосфера, представленная в виде объединения концентрических слоев постепенно уменьшающейся с высотой плотности. Луч света, идущий от звезды А, преломляется, переходя из слоя в слой. В результате он движется в атмосфере по некоторой кривой, уравнение которой можно вычислить. Это сделано в теории атмосферной рефракции. В результате, как показано на рис. 2.20, наблюдателю, находящемуся в точке О на земной поверхности, кажется, будто звезда А находится на луче ОВ. Тогда как в действительности истинное направление на звезду А задается лучом ОА'. Таким образом, рефракция приподнимает звезды.
Рис. 2.20. Атмосферная рефракция может исказить видимое положение звезды на небе.
Чем ближе звезда к горизонту, тем дольше луч света движется в земной атмосфере и тем больше «приподнимается» звезда. Если же звезда расположена достаточно высоко, то искажение ее положения будет незначительным. В теории рефракции получено приближенное выражение, характеризующее рефракцию зенитных расстояний, а именно, вследствие рефракции зенитное расстояние £ звезды, то есть угол между направлением на зенит в точке наблюдения и направлением на звезду, уменьшается на величину, которая приблизительно, для ς < 70°, выражается формулой
Здесь ς — зенитное расстояние, В — выраженная в миллиметрах высота ртутного столба в барометре во время наблюдения, приведенная к 0° Цельсия; t° — выраженная в градусах Цельсия температура воздуха вблизи инструмента во время наблюдения. Из приведенной формулы видно, что главным переменным множителем, влияющим на рефракцию, является tan ς. Если зенитное расстояние невелико, — то есть звезда сравнительно высоко над горизонтом, — то величина tan ς сравнительно мала и рефракция незначительна.