21 декабря 2012 года в 11 часов 12 минут по Всемирному времени (в 15:12 по московскому) наступает зимнее солнцестояние. Практически это означает, что 21 декабря — самый короткий день в 2012 году (в северном полушарии Земли). А технически — наступление астрономической зимы, так как Солнце в своем движении по небу достигает точки, максимально удаленной от небесного экватора на юг.

Здесь у человека, далекого от астрономии могут возникнуть вопросы: что такое небесный экватор? О каком движении Солнца идет речь? Поясним.

Астрономы измеряют положение светил на небе точно таким же образом, каким это делают географы, измеряя положение объектов на поверхности Земли. Как известно, чтобы измерить точные координаты в географии, нужно определить всего два параметра — долготу и широту объекта. Долгота определяет положение в направлении запад-восток (за нуль принят Гринвичский меридиан), а широта — положение в направлении север-юг (здесь за нуль принят экватор Земли).

Астрономы действуют аналогично, ведь светила кажутся нам расположенными на небесной сфере подобно островам на земном шаре (мы находимся внутри этой воображаемой сферы). Единственное различие — в названиях: астрономическая долгота называется прямым восхождением, а широта — склонением. Как и в географии за нуль градусов небесной широты берется экватор (но уже небесный), а за нуль часов прямого восхождения принята точка весеннего равноденствия (точка, в которой Солнце при движении с юга на север пересекает небесный экватор).

Зимой в умеренных широтах Солнце не поднимается высоко над горизонтом, а в день солнцестояния и вовсе находится на минимальной высоте. В 2012 году день зимнего солнцестояния приходится на 21 декабря. Фото: Göran Strand/APOD

Вот мы и подошли к главному. Небесный экватор есть просто проекция земного экватора на небесную сферу. Ясно, что линия небесного экватора проходит через зенит только на экваторе Земли. Во всех других местах на земном шаре небесный экватор будет наклонен тем больше, чем выше широта места, а на северном и южном полюсах небесный экватор будет находиться и вовсе точно на горизонте.

Теперь посмотрим на движение по небу нашего дневного светила. Мы все знаем, что Солнце встает утром, днем достигает максимальной высоты на юге, а вечером садится где-то на западе, подобно звездам и другим небесным светилам. Это — суточное движение нашей звезды, обусловленное вращением Земли. Но есть и более медленное — а потому не такое заметное — движение Солнца на фоне созвездий. Это движение обусловлено вращением Земли по орбите вокруг Солнца, и период его составляет ровно один год.

В течение года Солнце успевает «пройтись» по 13 созвездиям, которые называются Зодиаком (13-е созвездие, пресловутый Змееносец, не упоминается астрологами). При этом одну часть пути Солнце проходит по северному полушарию небесной сферы, по таким созвездиям, как Телец, Рак, Близнецы (весной и летом), а другую часть — по южному (осенью и зимой).

Почему? Потому что ось вращения Земли наклонена на 23,3° к плоскости орбиты нашей планеты вокруг Солнца! Соответственно и годовой путь Солнца по небу наклонен на 23,3° к небесному экватору!

Так вот, 21 декабря Солнце достигнет самой южной точки своего пути по небесной сфере, то есть склонение его составит -23,3°. Как это сопоставить с тем, что мы непосредственно наблюдаем на небе?

Предположим, вы живете в городе Санкт-Петербург, то есть на 60° северной широты. Значит, небесный экватор в Санкт-Петербурге проходит на максимальной высоте 30° над горизонтом (на юге). 21 декабря Солнце имеет «небесную широту» -23,3°. Значит, в этот день на небе города оно не поднимется выше 30 – 23,3 = 6,7° над горизонтом! Световой день будет короток и продлится всего 6 часов.

К слову, где находится точка зимнего солнцестояния на небе?

Находится она в созвездии Стрельца, в очень интересном месте. Летом его можно наблюдать ночью. Оказывается, точка зимнего солнцестояния расположена прямо посреди Млечного Пути, причем, в самых роскошных его районах. Рядом с ней находятся две известные туманности — Тройная (М20) и Лагуна (М8). Они настолько яркие, что без труда заметны в самый простой бинокль. Правда, на широте Санкт-Петербурга рассматривать их очень трудно, ведь, как мы определили, они поднимаются над горизонтом не более чем на 7°!

Вот прекрасная фотография этого участка неба, полученная итальянским фотографом Джованни Бенинтенде. Пройдя по ссылке можно найти фото в большом формате.

Туманности Тройная (вверху справа) и Лагуна (внизу) в созвездии Стрельца. В конце декабря Солнце проходит прямо между этими туманностями. Точка зимнего солнцестояния находится над яркой голубой звездой справа. Фото: Giovanni Benintende