Так как наблюдатель вместе с Землей движется в пространстве вокруг Солнца почти по окружности, то направление с Земли на близкую звезду должно меняться и близкая звезда должна казаться описывающей на небе в течение года некоторый эллипс. Этот эллипс, называемый параллактическим, будет тем более сжатым, чем ближе звезда к эклиптике и тем меньшего размера, чем дальше звезда от Земли. У звезды, находящейся в полюсе эклиптики, эллипс превратится в малый круг, а у звезды, лежащей на эклиптике, - в отрезок дуги большого круга, который земному наблюдателю кажется отрезком прямой (рис. 45). Большие полуоси параллактических эллипсов равны годичным параллаксам звезд.

Следовательно, наличие годичных параллаксов у звезд является доказательством движения Земли вокруг Солнца.

Первые определения годичных параллаксов звезд были сделаны в 1835-1840 гг. Струве, Бесселем и Гендерсоном. Хотя эти определения были не очень точными, однако они не только дали объективное доказательство движения Земли вокруг Солнца, но и внесли ясное представление об огромных расстояниях, на которых находятся небесные тела во Вселенной.

Вторым доказательством движения Земли вокруг Солнца является годичное аберрационное смещение звезд, открытое еще в 1728 г. английским астрономом Брадлеем при попытке определить годичный параллакс звезды у Дракона.

Аберрацией вообще называется явление, состоящее в том, что движущийся наблюдатель видит светило не в том направлении, в котором он видел бы его в тот же момент, если бы находился в покое. Аберрацией называется также и сам угол между наблюдаемым (видимым) и истинным направлениями на светило. Различие этих направлений есть следствие сочетания скорости света и скорости наблюдателя. Пусть в точке К (рис. 46) находится наблюдатель и крест нитей окуляра инструмента, а в точке О - объектив инструмента. Наблюдатель движется по направлению КА со скоростью v.

Луч света от звезды М встречает объектив инструмента в точке О и, распространяясь со скоростью с, за время t  пройдет расстояние ОK = сt  и попадет в точку K. Но изображение звезды на крест нитей не попадет, так как за это же время t   наблюдатель и крест нитей переместятся на величину KK1 = vt  и окажутся в точке K1. Для того чтобы изображение звезды попало на крест нитей окуляра, надо инструмент установить не по истинному направлению на звезду КМ, а по направлению К0О и так, чтобы крест нитей находился в точке К0 отрезка К0К = К1К = vt .  Следовательно, видимое направление на звезду К0М' должно составить с истинным направлением КМ угол s , который и называется аберрационным смещением светила.

Из треугольника КО К0 следует:

или, по малости угла а,

(4.1)

где q - угловое расстояние видимого направления на звезду от точки неба, в которую направлена скорость наблюдателя. Эта точка называется апексом движения

наблюдателя.

Наблюдатель, находящийся на поверхности Земли, участвует в двух ее основных движениях: в суточном вращении вокруг оси и в годичном движении Земли вокруг Солнца. Поэтому различают суточную и годичную аберрации. Суточная аберрация есть следствие сочетания скорости света со скоростью суточного вращения наблюдателя, а годичная - со скоростью его годичного движения.

Так как скорость годичного движения наблюдателя есть скорость движения Земли по орбите v = 29,78 км/сек, то, принимая с = 299 792 км/сек, согласно формуле (4.1), будем иметь

s  = 20 #8221;,496 sin q  20 #8221;,50 sin q.

Число k0 = 20 #8221;,496 20 ,50 называется постоянной аберрации.

Так как апекс годичного движения наблюдателя находится в плоскости эклиптики и перемещается за год на 360±, то видимое положение звезды, находящейся в полюсе эклиптики (q   = b  = 90±), описывает в течение года около своего истинного положения малый круг с радиусом 20 #8221;,50. Видимые положения остальных звезд описывают аберрационные эллипсы с полуосями 20 ,50 и 20 #8221;,50 sin b , где b  - эклиптическая широта звезды. У звезд, находящихся в плоскости эклиптики (b  =

0), эллипс превращается в отрезок дуги длиной 20 #8221;,50 times; 2 = 41 #8221;,00, точнее, 40 ,99.

Таким образом, самый факт существования годичного аберрационного смещения у

звезд является доказательством движения Земли вокруг Солнца.

Различие между параллактическим и аберрационным смещением заключается в том, что

первое зависит от расстояния до звезды, второе только от скорости движения Земли

по орбите. Большие полуоси параллактических эллипсов различны для звезд,

находящихся на разных расстояниях от Солнца, и не превосходят 0 ,76, тогда как

большие полуоси аберрационных эллипсов для всех звезд, независимо от расстояния,

одинаковы и равны 20 #8221;,50.

Кроме того, параллактическое смещение звезды происходит в сторону видимого положения Солнца, аберрационное же смещение направлено не к Солнцу, а к точке, лежащей на эклиптике, на 90± западнее Солнца.