Verified answer

Ответ:  Думаю, Вы не раз наблюдали, как Солнце встает из-за горизонта и движется по небу. Если наблюдать Солнце достаточно долго, то будет заметно, что Солнце движется по небу не по прямой линии, а по дуге. В некоторый момент Солнце достигнет максимальной высоты, после чего станет опускаться к горизонту, так же двигаясь по дуге. И  в некоторый момент Солнце скроется за горизонтом.  Достижение Солнцем максимальной высоты называется кульминацией. Верхней кульминацией. Но есть и нижняя кульминация.  Зайдя за горизонт Солнце не останавливается, а продолжает двигаться по дуге. Но поверхность Земли не позволяет нам это увидеть. Но, Вы, надеюсь, понимаете, что невозможность увидеть движение Солнца не отменяет этого движения. В некоторый момент Солнце достигает минимальной высоты, и этот момент так же называется кульминацией, но уже нижней. Здесь еще нужно добавить, что в момент кульминации Солнце пересекает небесный меридиан. (В Вики…дии  небесным меридианом называется большой круг небесной сферу, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира. Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария: восточное полушарие и западное полушарие.  Я бы еще добавил, что этот круг проходит  черех точки Юга и Севера, и что наблюдатель всегда находится в плоскости небесного меридиана.)

Точно так же движутся но небу и все звезды. Каждая звезда, так же как и Солнце, кульминирует два раза в сутки.

Вернемся к Солнцу. Вы наверняка знаете, что за полярным кругом бывают полярные ночи. В эти периоды Солнце вообще не поднимается из-за горизонта.  Это означает, что в своей верхней кульминации Солнце находится ниже горизонта. И в эти периоды Солнце можно назвать невосходящей звездой. Во время полярного дня Солнце вообще не заходит за горизонт в своей нижней кульминации. Солнце движется по небу по замкнутой окружности. И в этот период Солнце можно назвать незаходящей звездой. Точно также «ведут себя» и ночные звезды. Среди них так же есть невосходяшие и незаходящие звезды. Но есть звезды восходящие, которые, так же как и Солнце (для средних широт), выходят из-за горизонта, движутся по небу по дуге, и опускаются за горизонт.

Полагаю, Вам стало понятно, что чтобы узнать будет ли видна та или иная звезда в месте наблюдения, надо определить её верхнюю кульминацию. Расчет  кульминаций достаточно прост.  

высота светила над горизонтом в момент верхней кульминации от точки юга к зениту       hв = 90° – φ + δ

высота светила над горизонтом в момент нижней кульминации от точки севера к надиру   hн = φ + δ – 90°

В этих формулах:  h   - высота кульминации светила в градусах;  φ -  широта места наблюдения;    δ – склонение светила.

Если высота верхней кульминации светила отрицательна, то светило не восходит над горизонтом в месте наблюдения и это светило является невосходящим.  Если нижняя кульминация светила положительна, то светило ни когда не опускается за горизонт и такое светило называется  незаходящим.  Если же верхняя кульминация положительна, а нижняя отрицательна,  то такое светило является восходящим.

Рассмотрим конкретный пример: широта Томска φ  = 56°29'19'';  склонение звезды Фомальгаут отрицательное (знаки необходимо учитывать) δ = -29°37'20''.

Найдем верхнюю кульминацию: hв = 90° – φ + δ = 90° - 56°29'19'' + (-29°37'20'') = 90° - 56°29'19'' -29°37'20'' = 90° - 86°06'39'' = 3°53'21''   Как видим, верхняя кульминация положительна. Но она невелика. Это означает, что даже в верхней кульминации, т.е. при максимальной высоте подъема звезда будет находиться низко над горизонтом, и период её видимости будет коротким.  

Найдем нижнюю кульминацию hн = φ + δ – 90° = 56°29'19'' - 29°37'20'' - 90° = -63°08'01''. Как и следовало ожидать нижняя кульминация является отрицательной. И в нижней кульминации звезда находится ниже горизонта и не видна. Таким образом, Фомальгаут,  при наблюдениях в Томске, является восходящей звездой.