Równikowy układ współrzędnych nie jest zbyt skomplikowany. Jednak dla nowych osób wydaje się to początkowo dość zastraszające.
Czy istnieje prosty sposób na wyjaśnienie tego?
System rzutowany na niebo
Udawaj, że wszystkie gwiazdy są pomalowane na wewnętrznej stronie dużej kuli, a jesteś na środku kuli. Wyimaginowana piłka nazywa się Niebiańska Sfera. Gdyby Ziemia nie blokowała dolnej połowy twojego widoku, a Słońce nie rozjaśniało błękitnego nieba, będziesz w stanie patrzeć na gwiazdy w dowolnym kierunku.
Po pierwsze, obrót Ziemi powoduje, że wyobrażona kula gwiazd porusza się po niebie. Jeśli położysz się na plecach (na półkuli północnej) z głową na północ, gwiazdy powoli przesuwają się od lewej do prawej. Są jednak dwa punkty, w których gwiazdy nie wydają się poruszać: te dwa punkty znajdują się bezpośrednio nad biegunami północnym i południowym Ziemi. Te dwa punkty, rzutowane na niebo, są oznaczone jako Północne i Południowe, Niebiańskie bieguny.
Następnie równik Ziemi jest rzutowany na niebo i oznaczony jako Równik niebieski.
Wreszcie uporządkowanie pozycjonowania wschód-zachód (tj. Lewo-prawo, jeśli leżysz na plecach, skieruj się na północ), wymaga arbitralnej selekcji: istnieje nieskończona liczba kół, które można sobie wyobrazić rysując na niebie. (Na przykład małe kółka wielkości księżyca, a także wiele znacznie większych kół.) Największe koło, które można narysować, nazywa się „wielkim okręgiem” z geometrii. Wskaż biegun północny niebieski (wysoko nad i za głową, jeśli patrzysz na południe na półkuli północnej) i narysuj linię prosto na południe do horyzontu, a następnie pod stopami przez południowy biegun niebieski i z powrotem na północ Niebiański Polak. Właśnie narysowałeś jeden Wielki Krąg, poprzez Niebiańskie Biegi, dookoła Niebiańskiej Sfery.
Ale ten Wielki Krąg jest tylko jednym z nieskończonej liczby podobnych. Można zacząć od północnego bieguna niebieskiego i narysować Wielki Krąg nieco w lewo lub w prawo. A zatem astronomowie wybrali jeden konkretny Wielki Krąg i oznaczyli jedną jego stronę jako „zero stopni” - lub „zaczniemy odtąd mierzyć kąty”.
Jak więc korzystamy z tego systemu?
„prawe wniebowstąpienie” mierzy się w prawo (od lewej do prawej, jeśli patrzysz na południe na półkuli północnej) od połowy zerowego wybranego koła. Tak więc, mając właściwe wstąpienie, można znaleźć odpowiadającą połowę wielkiego koła. Dla danego prawego wniebowstąpienia masz połowę okręgu wybranego z Północnego Niebiańskiego Bieguna do Południowego Niebiańskiego Bieguna. (Nazywa się to linią o równej długości geograficznej).
„deklinacja” jest mierzona na podstawie równika niebieskiego. Niebiański równik przecina środek linii długości geograficznej. Od równika niebieskiego wynosi 90 ° na północ (+) do północnego bieguna niebieskiego i 90 ° na południe (-) do południowego bieguna niebieskiego. Możemy więc mierzyć od + 90 ° (na północ) do -90 ° (na południe) wzdłuż tej linii długości, od równika niebieskiego. (Nie należy mylić „pozytywnych deklinacji”; 45 ° deklinacji jest na północ od równika niebieskiego).
Zauważ, że system nie zależy od tego, gdzie stoisz na Ziemi, ani od pory dnia. Jeśli masz Prawe Wniebowstąpienie i Deklinację, masz jednoznaczne miejsce określone w Sferze Niebieskiej. System jest w rzeczywistości bardzo prosty, ale należy również uwzględnić obrót (porę dnia) Ziemi i położenie geograficzne.
Co jest teraz nad moją głową?
Skieruj się na południe (jeśli jesteś na półkuli północnej). Jaka jest twoja szerokość geograficzna - geograficznie, jak daleko jesteś na północ od równika Ziemi? Jeśli jesteś 40 ° na północ, wówczas niebiańska deklinacja 40 ° na północ jest bezpośrednio nad twoją głową. Deklinacja 50 ° jest 10 ° dalej na północ od głowy bezpośrednio nad głową itp. Ale dla każdej deklinacji masz na niebie okrąg punktów, z których wszystkie mają tę samą deklinację. Koło jest wyśrodkowane wokół biegunów niebieskich. Gdy ziemia się obraca, wydaje się, że powoli obraca się nad nią. Uwaga: jeśli jesteś na równiku, ten okrąg jest tylko równikiem niebieskim i jest świetnym kołem. Gdy zbliżysz się do jednego z biegunów, okrąg będzie się zmniejszał. Biegunów, koło to zapada się do punktu.
Wniebowstąpienie musisz po prostu spojrzeć w górę. Ta dowolnie wybrana linia zero stopni wydaje się wirować wokół nieba każdego dnia, gdy Ziemia się obraca. Ponadto w ciągu roku orbita Ziemi wokół Słońca robi dodatkowy pozorny obrót nieba. (Co jest nad głową w środku zimy, jest bezpośrednio pod twoimi stopami w środku lata!) Więc jest przesunięcie - jakie właściwe wstąpienie jest nad głową w tej dacie o północy i jak daleko (w godzinach) jesteśmy teraz od północy? Łącząc te dwa elementy, możesz dowiedzieć się, jakie jest prawe Wniebowstąpienie w dowolnym momencie, w dowolnym terminie.
(potencjalni redaktorzy: Celowo nie używałem akronimów dla NCP, RA itp., ponieważ utrudnia to osobom uczącym się ten materiał).
Równikowy układ współrzędnych jest bardzo podobny do układu używanego na kuli ziemskiej lub na mapach. Aby określić punkt na kuli lub kuli ziemskiej, potrzebujesz tylko dwóch liczb. Są to długości i szerokości geograficzne.
Na kuli ziemskiej masz długości geograficzne od -180º do + 180º i szerokości geograficzne od -90º do + 90º. Biegun południowy leży na -90º szerokości geograficznej, biegun północny na + 90º szerokości geograficznej.
Niebo korzysta z tego samego systemu, rzutowanego na wyimaginowaną sferę niebieską. Równik nieba znajduje się w tej samej pozycji co równik ziemi. Rzutowany tylko na (nieskończenie dużą) kulę nieba. W Internecie można znaleźć wiele bardzo ładnych zdjęć tego.
Ponieważ jednak ziemia się obraca, układ współrzędnych nieba również by się obracał, gdyby był to tylko zsynchronizowany rzut. Tak więc każda gwiazda miałaby współrzędną zależną od pory dnia!
Aby rozwiązać ten problem, równikowy układ współrzędnych jest ustalony w punktach równonocy. Ponieważ ziemia jest pochylona, zaćmienie (tj. Orbita Ziemi wokół Słońca) ma dwa przecięcia z równikiem nieba. To są punkty równonocy. Słońce będzie znajdować się tam w dniach wiosny i jesieni, gdy dzień i noc będą jednakowej długości. Te punkty na sferze nieba są względnie nieruchome i dobrze nadają się do unieruchomienia układu współrzędnych.
Układ współrzędnych nieba nie używa notacji stopniowej dla długości i szerokości geograficznej. Zamiast tego używamy określeń Right Acension (tj. Długość geograficzna), która trwa od 0h do 24 godzin, podobnie jak dzień na ziemi. Drugim jest Deklinacja (tj. Szerokość geograficzna), która sięga od -90º do + 90º. Jest to podobne do tradycyjnego ziemskiego układu współrzędnych.
Tak więc do każdej stałej gwiazdy można przypisać współrzędną na niebie, która jest niezależna od pory dnia lub roku. Na przykład gwiazda Sirius (α CMa) ma następujące współrzędne:
RA 06h 45m 08.9173s Gru −16 ° 42 ′ 58.017 ″
Można je zaprogramować w skomputeryzowanych mocowaniach teleskopów, które mogą następnie znajdować i śledzić gwiazdę poruszającą się wraz z obrotem Ziemi.
To dość uproszczone wyjaśnienie. Należy przeczytać o mocowaniach równikowych do teleskopów, które wykorzystują ten układ współrzędnych w bardzo elegancki sposób.
Najłatwiejszym sposobem myślenia o współrzędnych równikowych jest rozciągnięcie linii szerokości / długości geograficznej (geograficznego układu współrzędnych, którego zwykle uczymy się w szkole) na przestrzeń kosmiczną. Równik ziemi staje się równikiem niebieskim, a bieguny północny i południowy stają się odpowiednio biegunami niebieskim i północnym. Robiąc to, masz dość prosty sposób na opisanie położenia obiektu w przestrzeni.
Każda lokalizacja jest opisana przez parę współrzędnych:
1) Deklinacja (dec), mierzona w stopniach (-90 dla południowego bieguna niebieskiego, 0 dla niebieskiego równika i +90 dla północnego bieguna niebieskiego). Częściowe stopnie są zwykle opisywane w kategoriach minut (') i sekund (' '). Pomyśl o deklinacji jako o szerokości geograficznej.
2) Right Ascension (RA), zwykle mierzone w godzinach, minutach i sekundach. Pomyśl o tym, jak długość geograficzna Ziemi rozciąga się w kosmos, a następnie mierzenie jej w godzinach ma nieco więcej sensu (strefy czasowe). Równie łatwo można zmierzyć go w stopniach, gdzie 1 godzina to 15 stopni. RA mierzy się od punktu, w którym słońce przecina równik niebieski w równonocy marcowej (w Rybach).