Απλά μαθήματα Αστρονομίας Φανταστείτε τον ουρανό ως μεγάλη, κοίλη, σφαίρα που περιβάλλει τη γη. Οι αστέρες είναι συνδεμένοι με αυτή τη σφαίρα, μερικές φορές μεγαλύτεροι και φωτεινότεροι ο ένας από τον άλλο και που περιστρέφονται γύρω από τη φαινομενικά στάσιμη Γη, κατά προσέγγιση κάθε 24 ώρες. Αυτή η σφαίρα καλείται Ουράνια Σφαίρα, και έχει μια πολύ μεγάλη ακτίνα και κανένα μέρος της γης δεν είναι σημαντικά πιο στενά κοντά σε οποιοδήποτε δεδομένο αστέρι. Επομένως, ο ουρανός μοιάζει πάντα με μια μεγάλη σφαίρα που κεντροθετείται στη θέση σας. Η ουράνια σφαίρα και επομένως, οι αστέρες εμφανίζονται να κινούνται με άνοδο από την ανατολή και με κάθοδο τη δύση. Ακόμα κι αν είναι τώρα γνωστό ότι αυτό το αρχαίο πρότυπο μιας στάσιμης Γης είναι ανακριβές, μπορείτε ακόμα να χρησιμοποιήσετε αυτό το πρότυπο επειδή είναι ένας κατάλληλος τρόπος να προβλεφθούν οι κινήσεις των αστέρων και των πλανητών σχετικά με μια θέση στη Γη. Η προφανής φωτεινότητα ενός αστέρα καθορίζεται πραγματικά από την απόστασή του, καθώς επίσης και από το φυσικό μέγεθος και τη θερμοκρασία του. Είναι επίσης τώρα γνωστό ότι η προφανής κίνηση των αστέρων γύρω μας οφείλεται στη Γη που περιστρέφεται μία φορά κάθε 24 ώρες στον άξονά της. Οι αστέρες είναι στάσιμοι και η Γη περιστρέφεται από τη δύση στην ανατολή. Αυτή η περιστροφική κίνηση κάνει τους αστέρες να φαίνονται πως κινούνται γύρω μας, από την ανατολή προς τη δύση. Η Γη είναι σφαιρική! Αυτό ήταν γνωστό πολύ νωρίτερα από την εποχή του Κολόμβου. Οι ναυτικοί γνώριζαν πως ένα σκάφος όταν έπλεε μακριά από την ακτή, όχι μόνο μίκραινε στο μέγεθος, αλλά εμφανιζόταν να βυθίζεται στη θάλασσα. Επίσης ήξεραν ότι εάν το ένα ταξίδεψε σε κατεύθυνση βορρά-νότου, μερικοί αστέρες εξαφανιζόταν από τη θέα ενώ άλλοι εμφανιζόταν. Η διαφορά στο ύψος του Ύψους ενός αστέρα υπεράνω του ορίζοντα του Βορρά ή Νότου είναι άμεσα ανάλογη προς τη διαφορά στη απόσταση βορρά-νότου των παρατηρητών που εξετάζουν τον αστέρα συγχρόνως. Η απλούστερη εξήγηση είναι ότι η Γη είναι στρογγυλή, όχι οριζόντια. Ο Πυθαγόρας σημείωσε για τη σκιά της Γης αναφορικά στη Σελήνη κατά τη διάρκεια μιας Σεληνιακής Έκλειψης και τόνισε πως το ποσό της κυρτότητας ήταν πάντα το ίδιο. Το μόνο αντικείμενο που δημιουργεί πάντα μια κυκλική σκιά ανεξάρτητα από τον προσανατολισμό του είναι μια σφαίρα. Αυτό το πυθαγόρειο επιχείρημα μας μεταφέρθηκε μέσω των γραφών του Αριστοτέλη. Για να μετρήσομε τις αποστάσεις στη φανταστική ουράνια σφαίρα, χρησιμοποιούμε τις γωνίες "στον ουρανό'' αντί κάθε άλλου μέτρου. Υπάρχουν 360 μοίρες σε έναν πλήρη κύκλο και 90 μοίρες σε μια ορθή γωνία (δύο κάθετες γραμμές που κόβουν η μια την άλλη κάνουν μια ορθή γωνία). Κάθε μοίρα διαιρείται σε 60 λεπτά του τόξου. Κάθε λεπτό του τόξου διαιρείται σε 60 δευτερόλεπτα του τόξου. Το τόξο από το βόρειο σημείο στον ορίζοντα στο σημείο μέχρι στο νότιο σημείο στον ορίζοντα είναι 180 μοίρες, έτσι οποιοδήποτε αντικείμενο κατακόρυφα προς τα πάνω είναι 90 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα και οποιοδήποτε αντικείμενο στο "μισό" προς τα πάνω στον ουρανό είναι περίπου 45 μοίρες επάνω από τον ορίζοντα. Για μερικούς οι αστέρες περιστρέφονται γύρω από το Βόρειο και Νότιο Ουράνιο Πόλο. Αυτά είναι τα σημεία στον ουρανό είναι κατ' ευθείαν πάνω από το γεωγραφικό Βόρειο και Νότιο Πόλο, αντίστοιχα. Ο γήινος άξονας της περιστροφής κόβει την ουράνια σφαίρα στους Ουράνιους Πόλους. Ο αριθμός των μοιρών που ο Ουράνιος Πόλος είναι επάνω από τον ορίζοντα είναι ίσος με το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή. Ευτυχώς, για εκείνους στο βόρειο ημισφαίριο, υπάρχει ένα αρκετά φωτεινό αστέρι, πραγματικά κοντά στο Βόρειο Ουράνιο Πόλο, τον Πολικό Αστέρα ή το Αστέρι του Βορρά. Ένας άλλος σημαντικός δείκτης αναφοράς είναι ο Ουράνιος Ισημερινός: ένας φανταστικός κύκλος γύρω από τον ουρανό κατ' ευθείαν πάνω από το Γήινο Ισημερινό. Είναι πάντα 90 μοίρες από τους Πόλους. Όλοι οι αστέρες περιστρέφονται σε ένα μονοπάτι που είναι παράλληλο στον Ουράνιο Ισημερινό. Ο Ουράνιος Ισημερινός παρεμποδίζει τον ορίζοντα στα σημεία της ανατολής και της δύσης παντού σε όλη τη Γη. Το σημείο κατ' ευθείαν πάνω στην ουράνια σφαίρα για οποιοδήποτε παρατηρητή καλείται Ζενίθ και είναι πάντα 90 μοίρες από τον ορίζοντα. Το τόξο που περνά από το βόρειο σημείο στον ορίζοντα, το Ζενίθ και το νότιο σημείο στον ορίζοντα καλείται Μεσημβρινός. Οι θέσεις του Ζενίθ και του μεσημβρινού όσον αφορά τα αστέρια αλλάζουν καθώς η ουράνια σφαίρα
~1~
περιστρέφεται, καθώς επίσης και αν ο παρατηρητής αλλάζει θέσεις στη Γη. Τα σημεία αναφοράς δεν αλλάζουν όσον αφορά τον ορίζοντα του παρατηρητή. Οποιοδήποτε ουράνιο αντικείμενο που διασχίζει το μεσημβρινό, είναι στο υψηλότερο ύψος του (απόσταση από τον ορίζοντα) κατά τη διάρκεια της νύχτας ή της ημέρας. Η γωνία των διαδρομών των αστέρων βρίσκεται όσον αφορά τον ορίζοντα, αν από τις 90 μοίρες αφαιρέσουμε το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο μεσημβρινός διαχωρίζει τις πρωινές και απογευματινές θέσεις του Ήλιου. Το πρωί ο ήλιος είναι στην ανατολή του μεσημβρινού και γράφεται η ώρα με "πμ". Στο τοπικό μεσημέρι ο Ήλιος είναι στο μεσημβρινό. Στο τοπικό μεσημέρι ο ήλιος είναι διπλός: νότια για τους παρατηρητές του βόρειου ημισφαιρίου και βόρεια για τους παρατηρητές του νότιου ημισφαιρίου. Το απόγευμα ο Ήλιος είναι στη δύση του μεσημβρινού και γράφεται "μμ". Αν μετακινηθείτε από ένα μέρος σε άλλο, το NCP έχει απομακρυνθεί από το Ζενίθ έτσι ισούται τώρα με ένα αριθμό μοιρών επάνω από τον ορίζοντα, ίσο με το γεωγραφικό πλάτος σας στη Γη. Θυμηθείτε ότι η θέση σας στη Γη διευκρινίζεται από τις συντεταγμένες του γεωγραφικού πλάτους και του γεωγραφικού μήκους. Το γεωγραφικό πλάτος είναι ο αριθμός μοιρών, Βόρεια ή Νότια του Ισημερινού. Σε έναν χάρτη ή μια Γήινη σφαίρα, οι γραμμές γεωγραφικού πλάτους είναι οριζόντιες, παράλληλες στον Ισημερινό. Το γεωγραφικό μήκος είναι ο αριθμός μοιρών, Ανατολικά ή Δυτικά της γραμμής γεωγραφικού μήκους 0° και το μήκος αυτό ονομάζεται "πρωταρχικός μεσημβρινός της Γης, και είναι στο Γκρήνουιτς της Αγγλίας. Σε έναν χάρτη ή μια Γήινη σφαίρα, οι γραμμές γεωγραφικού μήκους είναι κάθετες, κατακόρυφες στον Ισημερινό. Φτιάξτε ένα παράδειγμα επιλέγοντας το γεωγραφικό πλάτος 34° Βόρεια. Το NCP είναι επομένως 34 μοίρες επάνω από το Βόρειο Ορίζοντα. Σημειώστε ότι η εύρεση της γωνίας του NCP επάνω από τον ορίζοντα παρέχει έναν πολύ εύκολο τρόπο προσδιορισμού του γεωγραφικού πλάτους σας στη Γη. Επειδή ο Γήινος Ισημερινός είναι 90° μακριά από το Βόρειο Πόλο, ο Ουράνιος Ισημερινός είναι στο γεωγραφικό πλάτος 34 μοιρών Βόρεια, και θα σχηματίσει τόξο μέχρι (90 - 34 = 56) 56 μοίρες επάνω από το νότιο ορίζοντα στο σημείο διασταύρωσης με τον Μεσημβρινό. Ακόμα τέμνει τον ορίζοντα ακριβώς στα σημεία ανατολής και δύσης. Η ανατολή των αστέρων στο ανατολικό μέρος του ουρανού, κινείται σε τόξα παράλληλα στον Ουράνιο Ισημερινό που φθάνει στο μέγιστο ύψος όταν διασταυρωθούν το Μεσημβρινό σας και θα δύσουν στο δυτικό μέρος του ουρανού. Οι πορείες των αστέρων κάνουν μια γωνία (90 - 34 = 56) 56 μοιρών όσον αφορά τον ορίζοντα. Εάν είστε στο βόρειο ημισφαίριο, τα ουράνια σώματα βόρεια του Ουράνιου Ισημερινού είναι επάνω από τον ορίζοντα για περισσότερο από 12 ώρες επειδή βλέπετε περισσότερο από το μισό της συνολικής εικοσιτετράωρης πορείας τους γύρω σας. Τα ουράνια σώματα στον Ουράνιο Ισημερινό είναι επάνω 12 ώρες και εκείνα στο νότια του ουράνιου ισημερινού είναι επάνω από τον ορίζοντα για λιγότερο από 12 ώρες επειδή βλέπετε λιγότερο της μισής από τη συνολική εικοσιτετράωρη πορεία τους γύρω σας. Το αντίθετο ισχύει εάν είστε στο νότιο ημισφαίριο. Στον Ισημερινό, βλέπετε τον Ουράνιο Ισημερινό σε τόξο ακριβώς από ανατολή στο Ζενίθ στη δύση. Το NCP είναι στο βόρειο ορίζοντά σας. Στον Ισημερινό βλέπετε το μισό της συνολικής εικοσιτετράωρης πορείας κάθε αστέρα γύρω σας, έτσι όλα οι αστέρες φαίνονται τουλάχιστον για 12 ώρες. Όλα οι αστέρες ανατέλλουν και είναι κατακόρυφοι στον ορίζοντα (σε γωνία = 90 - 0 = 90 μοίρες). Συνεχίζοντας νότια το NCP θα εξαφανιστεί κάτω από τον ορίζοντα και την άνοδο SCP επάνω από το νότιο ορίζοντα μία μοίρα για κάθε μία μοίρα γεωγραφικού πλάτους νότια του ισημερινού, καθώς προχωράτε. Το τόξο του Ουράνιου Ισημερινού κινείται προς το Βορρά, αλλά το τόξο ακόμα τέμνει τον ορίζοντα ακριβώς στα σημεία Ανατολής/Δύσης.
~2~
Ακολουθεί περίληψη των θέσεων των ουράνιων σημείων αναφοράς: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Ο Μεσημβρινός περνά πάντα κατευθείαν από το Βορρά, το Ζενίθ και κατευθείαν από τα Νότια σημεία. Το Ύψος του Ζενίθ είναι 90° κατ' ευθείαν πάνω από το κεφάλι πάντα. Το Ύψος του Ουράνιου Πόλου είναι το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή. Οι παρατηρητές στο βόρειο ημισφαίριο βλέπουν NCP, οι παρατηρητές στο νότιο ημισφαίριο βλέπουν SCP. Το Ύψος του Ουράνιου Ισημερινού στο Μεσημβρινό είναι 90 μοίρες πλην το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή. Σημειώστε πως το "ύψος" σημαίνει τον αριθμό μοιρών υπεράνω του ορίζοντα. Ο Ουράνιος Ισημερινός πάντα τέμνει τον ορίζοντα ακριβώς στα σημεία της Ανατολής και Δύσης. Η γωνία του Ουράνιου Ισημερινού και η πορεία κάθε αστέρα κάνει με τον ορίζοντα γωνία 90 μοιρών πλην το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή. Οι αστέρες κινούνται παράλληλα προς τον Ουράνιο Ισημερινό. Η απόσταση των σωμάτων πέριξ του Πόλου από τον Ουράνιο Πόλο είναι το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή.
Κάθε ημέρα ο Ήλιος ανατέλλει σε μια ανατολική κατεύθυνση, φθάνει στο μέγιστο ύψος όταν διασχίσει το Μεσημβρινό το τοπικό μεσημέρι, και δύει σε μια δυτική κατεύθυνση. Για αυτή την πορεία, ο Ήλιος κατά μέσον όρο δαπανά 24 ώρες για να πάει από τη μεσημβρία στη μεσημβρία της επόμενης ημέρας. Η θέση "μεσημβρία" είναι το πότε ο Ήλιος είναι στο Μεσημβρινό μια δεδομένη ημέρα. Τα ρολόγια μας είναι βασισμένα σε αυτήν την ηλιακή ημέρα. Η ακριβής θέση στον ορίζοντα της ανατολής και δύσης του Ήλιου ποικίλλει καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Επιπλέον, ο ήλιος εμφανίζεται να μετακινείται ανατολικά όσον αφορά τους αστέρες κατά τη διάρκεια του έτους. Κάνει ένα πλήρες κύκλο 360 μοιρών σε 365.24 ημέρες, σχεδόν 1 μοίρα ή δύο φορές τη διάμετρό του ανά ημέρα. Καθώς η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο, ο Ήλιος εμφανίζεται να μετακινείται μεταξύ των Ζωδιακών Αστερισμών κατά μήκος της διαδρομής που καλείται Εκλειπτική. Η Εκλειπτική είναι η προβολή της τροχιάς της Γης πάνω στον ουρανό. Η φαινομενική ετήσια πορεία του Ήλιου μέσω των αστέρων καλείται Εκλειπτική. Αυτή η κυκλική πορεία έχει κλίση 23.5 μοίρες όσον αφορά τον Ουράνιο Ισημερινό επειδή ο άξονας περιστροφής της Γης έχει κλίση 23.5 μοιρών όσον αφορά το επίπεδο τροχιάς της. Θα πρέπει να συγκρατήσετε τη διαφορά μεταξύ της αργής κίνησης του Ήλιου κατά μήκος της εκλειπτικής κατά τη διάρκεια του έτους και της γρήγορης κίνησης του ήλιου της ανατολής και δύσης του κατά τη διάρκεια μιας ημέρας. Ο Ήλιος κινείται μεταξύ των αστέρων κατά μήκος της Εκλειπτικής, συμπληρώνοντας διαδρομή 360 μοιρών το έτος. Η Εκλειπτική έχει κλίση 23.5 μοίρες αναφορικά στον Ουράνιο Ισημερινό. Η Εκλειπτική και Ουράνιος Ισημερινός τέμνονται σε δύο σημεία: την Εαρινή Ισημερία (vernal equinox) και τη Φθινοπωρινή Ισημερία (fall equinox). Ο Ήλιος διασχίζει τον Ουράνιο Ισημερινό κινούμενος προς το βορρά στην Εαρινή Ισημερία περίπου στις 21 Μαρτίου και διασχίζει τον Ουράνιο Ισημερινό προς το νότο στη Φθινοπωρινή Ισημερία περίπου στις 22 Σεπτεμβρίου. Όταν ο Ήλιος είναι στον Ουράνιο Ισημερινό στις Ισημερίες, η διάρκεια της μέρας είναι ίση με τη διάρκεια της νύχτας, δηλαδή έχουμε 12 ώρες ημέρας και 12 ώρες της νύχτας για κάθε μία Ισημερία. Η ημέρα της Εαρινής Ισημερίας χαρακτηρίζει την αρχή της τρίμηνης εποχής της άνοιξης και η ημέρα της Φθινοπωρινής Ισημερίας χαρακτηρίζει την αρχή της εποχής του φθινοπώρου στο ημερολόγιό μας.
~3~
Όταν ο Ήλιος είναι επάνω από τον Ουράνιο Ισημερινό κατά τη διάρκεια των εποχών της άνοιξης και του καλοκαιριού, υπάρχει περισσότερο από 12 ώρες φως την ημέρα. Όταν ο ήλιος είναι κάτω από τον Ουράνιο Ισημερινό κατά τη διάρκεια των εποχών του φθινοπώρου και του χειμώνα, υπάρχει λιγότερο από 12 ώρες φως την ημέρα. Οπουδήποτε και να είστε στη Γη, μπορείτε να δείτε το μισό του τόξου του Ουράνιου Ισημερινού. Δεδομένου ότι ο ορίζοντας εμφανίζεται να περιστρέφεται γύρω σας σε 24 ώρες, καθετί στον Ουράνιο Ισημερινό διαρκεί 12 ώρες για να πάει ακριβώς από την ανατολή στη δύση. Κάθε κίνηση των ουρανίων σωμάτων ημερήσια είναι παράλληλη με τον Ουράνιο Ισημερινό. Έτσι για τους βόρειους παρατηρητές, τίποτα νότιο του Ουράνιου ισημερινού δεν θα διαρκεί λιγότερο από 12 ώρες μεταξύ ανατολής και δύσης, επειδή το μεγαλύτερο μέρος του τόξου περιστροφής του γύρω σας κρύβεται κάτω από τον ορίζοντα. Για τους παρατηρητές στο νότιο ημισφαίριο, η κατάσταση αντιστρέφεται. Οι γεωγραφικοί πόλοι και ο Ισημερινός είναι ειδικές περιπτώσεις. Στους γεωγραφικούς πόλους ο Ουράνιος Ισημερινός είναι ευθύς κατά μήκος του ορίζοντα και ο πλήρης κύκλος του Ουράνιου Ισημερινού είναι ορατός. Δεδομένου ότι η ημερήσια πορεία ενός ουράνιου σώματος είναι παράλληλη στον Ουράνιο Ισημερινό, οι αστέρες δεν ανατέλλουν ή δεν δύουν στους γεωγραφικούς πόλους. Στις Ισημερίες ο Ήλιος κινείται κατά μήκος του ορίζοντα. Στο Βόρειο Πόλο ο Ήλιος ανατέλλει στις 21 Μαρτίου και δύει στις 22 Σεπτεμβρίου. Η κατάσταση αντιστρέφεται για το Νότιο Πόλο. Στον ισημερινό οι παρατηρητές βλέπουν το μισό της πλήρους εικοσιτετράωρης πορείας κάθε σώματος γύρω τους, έτσι ο Ήλιος και κάθε άλλος αστέρας είναι υπεράνω του ορίζοντα για ακριβώς 12 ώρες καθημερινά το έτος. Ο άξονας περιστροφής της Γης έχει κλίση 23 μοίρες και 5 πρώτα αναφορικά στην Εκλειπτική, αυτό είναι το τροχιακό επίπεδό της, όσον αφορά τον Ουράνιο Ισημερινό και η μέγιστη γωνιακή απόσταση του Ήλιου από τον Ουράνιο Ισημερινό είναι 23.5 μοίρες. Αυτό συμβαίνει στα Ηλιοστάσια (solstices). Για τους παρατηρητές στο βόρειο ημισφαίριο, το απώτατο βόρειο σημείο υπεράνω του Ουράνιου Ισημερινού είναι το Θερινό Ηλιοστάσιο και το απώτατο νότιο σημείο είναι το Χειμερινό Ηλιοστάσιο. Ο Ήλιος φθάνει στο Χειμερινό Ηλιοστάσιο περίπου στις 21 Δεκεμβρίου και είναι το ελάχιστο κομμάτι της ημερήσιας πορείας του όλο το έτος, είναι η ημέρα που έχει το πιο λίγο φως την ημέρα και χαρακτηρίζει την αρχή της εποχής του χειμώνα για το βόρειο ημισφαίριο. Ο Ήλιος φθάνει στο Θερινό Ηλιοστάσιο περίπου στις 21 Ιουνίου και είναι το μεγαλύτερο μέρος της ημερήσιας πορείας της επάνω από τον ορίζοντα όλο το έτος, είναι η ημέρα με το περισσότερο φως την ημέρα και χαρακτηρίζει την αρχή της εποχής του καλοκαιριού για το βόρειο ημισφαίριο. Οι εποχές είναι αντίθετες για το νότιο ημισφαίριο. Ο Ήλιος στο Χειμερινό Ηλιοστάσιο δεν σηκώνεται ψηλά και οι ακτίνες του πέφτουν στο έδαφος με μικρή γωνία τη μεσημβρία κι έτσι οι σκιές είναι μακριές. Στο Θερινό Ηλιοστάσιο οι σκιές στη μεσημβρία είναι πολύ κοντύτερες επειδή ο Ήλιος είναι πολύ ψηλά υπεράνω του ορίζοντα. Αναφορικά στις Συντεταγμένες: από πολύ νωρίς η αστρονομία αναζητά την εύρεση των ακριβών θέσεων των αστέρων και των πλανητών. Αυτό οφειλόταν εν μέρει στην επιρροή της αστρολογίας, αλλά αργότερα, οι ακριβείς θέσεις έγιναν σημαντικές για τον καθορισμό των φυσικών χαρακτηριστικών των αστέρων και των πλανητών. Οι ακριβείς θέσεις για τους αστέρες ήταν επίσης κρίσιμες για την εμπορική και στρατιωτική ναυσιπλοΐα. Υπάρχουν μερικοί δημοφιλείς τρόποι στην ανεύρεση ενός ουράνιου σώματος. Ένας είναι μέσα από το σύστημα ύψος-αζιμουθίου. Το ύψος ενός αστεριού είναι πόσες μοίρες υπεράνω του ορίζοντα βρίσκεται το σώμα, οπουδήποτε από 0 έως 90 μοίρες. Το αζιμούθιο ενός σώματος είναι πόσες μοίρες κατά μήκος του ορίζοντα είναι το σώμα και αντιστοιχεί στην κατεύθυνση πυξίδων. Η θέση ενός αστέρος στο σύστημα συντεταγμένων Ύψος – Αζιμούθιο. Το Αζιμούθιο ισούται με 120ο και το Ύψος με 50ο. Το Ύψος και Αζιμούθιο του αστέρα αλλάζουν κατά τη διάρκεια της νύχτας και εξαρτώνται από τη θέση του NCP ή του Ουράνιου Ισημερινού του παρατηρητή.
~4~
Το Αζιμούθιο αρχίζει ακριβώς από το Βορρά που είναι 0 μοίρες Αζιμουθίου και αυξάνεται δεξιόστροφα. Ακριβώς στην Ανατολή είναι 90 μοίρες, ακριβώς στο Νότο είναι 180 μοίρες, ακριβώς στη Δύση είναι 270 μοίρες και ακριβώς στο Βορρά είναι 360 μοίρες δηλαδή 0 μοίρες. Για παράδειγμα, ένας αστέρας στο νοτιοδυτικό σημείο θα μπορούσε να έχει Αζιμούθιο μεταξύ 180 και 270 μοιρών. Δεδομένου ότι οι αστέρες αλλάζουν τη θέση τους όσον αφορά τον ορίζοντά σας καθ' όλη τη διάρκεια της νύχτας, η θέση Ύψος-Αζιμουθίου τους αλλάζει. Επίσης, οι παρατηρητές στις διαφορετικές θέσεις που εξετάζουν τον ίδιο αστέρα συγχρόνως θα τον δουν σε μια διαφορετική θέση Ύψος-Αζιμουθίου. Οι γραμμές στο χάρτη της Γης είναι από βορρά στο νότο και είναι οι γραμμές γεωγραφικού μήκους. Όταν προβάλλονται επάνω στον ουρανό, γίνονται οι γραμμές Ορθής Αναφοράς (right ascension -RA). Επειδή οι αστέρες χρησιμοποιήθηκαν για να μετρήσουν το χρόνο, η Ορθή Αναφορά (RA) μετριέται με ώρες, πρώτα λεπτά της ώρας και δεύτερα λεπτά της ώρας και αυξάνεται με ανατολική κατεύθυνση. Μηδενικό RA είναι όταν ο Ήλιος διασχίζει τον Ουράνιο Ισημερινό στην Εαρινή Ισημερία. Οι πλήρεις 360 μοίρες της Γήινης περιστροφής χωρίζονται σε 24 ώρες, έτσι μια ώρα RA είναι ίση με 15 μοίρες περιστροφής. Οι γραμμές του RA όλες συγκλίνουν στους Ουράνιους Πόλους έτσι δύο αστέρες με μια ώρα RA διαφορά δεν θα είναι απαραιτήτως 15 μοίρες σε γωνιακό διαχωρισμό (angular separation) στον ουρανό εκτός και αν είναι στον Ουράνιο Ισημερινό 15 μοίρες χωριστά. Για δύο αστέρες μια ώρα RA διαφορά και αυτή να μην είναι πέριξ του πόλου, θα δείτε τον έναν αστέρα να ανατέλλει μια ώρα πριν τον άλλο. Εάν ήταν 30 λεπτά RA διαφορά, θα βλέπατε μια ανατολή μισή ώρα πριν από τον άλλο, κ.λπ.... Οι γραμμές σε ένα Γήινο χάρτη από την Ανατολή στη Δύση στον Ισημερινό είναι οι γραμμές γεωγραφικού πλάτους και όταν προβάλλονται επάνω στον ουρανό, γίνονται οι γραμμές Απόκλισης (declination - dec). Όπως τις γραμμές του γεωγραφικού πλάτους στη Γη, η Απόκλιση (dec) μετριέται σε μοίρες απόστασης από τον Ουράνιο Ισημερινό, με θετικές μοίρες για τα σώματα βόρεια στον Ουράνιο Ισημερινό και με αρνητικές μοίρες για τα σώματα νότια στον Ουράνιου Ισημερινό. Τα σώματα στον Ουράνιο Ισημερινό είναι σε 0 μοίρες Απόκλισης, τα σώματα μισής πορείας στον Βόρειο Ουράνιο Πόλο (NCP) είναι + 45 μοίρες, τα σώματα στο NCP είναι + 90 μοίρες και τα σώματα στο SCP είναι -90 μοίρες. Η θέση του Πολικού Αστέρα είναι σε RA 2 ώρα και 31 λεπτά και σε Απόκλιση τόξου 89 μοιρών και 15 πρώτων. Παράδειγμα, θέσης ενός αστέρος στο σύστημα των συντεταγμένων του Ισημερινού. Η Ορθή Αναφορά (R.A.) είναι 1 ώρα και 30 λεπτά και η Απόκλιση (Dec) είναι 15 μοίρες. Η RA και η Απόκλιση ενός αστέρος δεν αλλάζουν καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας. Η θέση του αστέρα υπολογίζεται στο σύστημα του τόπου του NCP και του Ουράνιου Ισημερινού.
Μια επίδραση αποκαλούμενη μετάπτωση (precession) αναγκάζει την Εαρινή Ισημερία (vernal equinox) του Ήλιου να μετατοπιστεί αργά δυτικά κατά τη διάρκεια του χρόνου, έτσι η RA και η Απόκλιση ενός αστέρα θα αλλάξουν αργά από περίπου 1.4 μοίρες κάθε αιώνα, ή περίπου 1 λεπτό αύξησης στην RA ενός αστέρα κάθε 20 χρόνια. Αυτό προκαλείται από τη βαρύτητα έλξης του Ήλιου και της Σελήνης στη Γήινη Ισημερινή διόγκωση, από τη Γήινη γρήγορη περιστροφή, σε μια προσπάθεια να μειωθεί η κλίση του Γήινου άξονα όσον αφορά την Εκλειπτική και το επίπεδο της τροχιάς της Σελήνης γύρω από τη Γη. Όπως την αργή ταλάντευση μιας γρήγορα περιστρεφόμενης κορυφής, η Γη αποκρίνεται στη βαρύτητα της έλξης του Ήλιου και της Σελήνης με αργές ταλαντεύσεις στον άξονα περιστροφής της σε μια περίοδο 26.000 ετών.
~5~
Αυτή η κίνηση καταγράφηκε αρχικά από τον Ίππαρχος ο οποίος παρατήρησε τις διαφορές μεταξύ των αρχαίων παρατηρήσεων των Βαβυλωνίων με τις δικές του. Όταν οι Βαβυλώνιοι ήταν παγκόσμια δύναμη το 2000 πΧ η Εαρινή Ισημερία ήταν στον αστερισμό του Κριού και ο αστέρας Thuban (γ Δράκων - είναι στις 07:19 Παρθένου με φύση κατά την Αστρολογία Κρόνου/Άρη/Δία) ήταν ο πιό πλησιέστερος φωτεινός αστέρας στο NCP. Κατά την διάρκεια του Ιησού Χριστού η Εαρινή Ισημερία είχε μετατοπιστεί στον αστερισμό των Ιχθυών και ο αστέρας Kochab (Μικρή Άρκτος - είναι στις 13:11 Λέοντα με φύση Άρη) ήταν ο πιο πλησιέστερος φωτεινός στο NCP.
Τώρα ο Polaris είναι κοντά στο NCP και η Εαρινή Ισημερία είναι κοντά στο μεταίχμιο μεταξύ Ιχθυών και Υδροχόου. Το 2600 μΧ θα είναι επίσημα σύμφωνα με την Αστρονομία, στον Υδροχόο. Το έτος 10.000 μΧ. ο φωτεινός αστέρας στην ουρά του Κύνκου, Deneb (ζ Κύκνου - είναι στις 18:14 Υδροχόου με φύση κατά την Αστρολογία Άρη/Δία), θα είναι ο Πολικός Αστέρας και ο Βέγα (α Λύρα - είναι 15:10 Αιγόκερω με φύση κατά την Αστρολογία Αφροδίτη/Ερμή/Ποσειδώνα) θα πάρει τη σειρά του μέχρι το έτος 14.000 μΧ. Ο Πολικός Αστέρας (Polaris, α Μικρής Άρκτου) είναι ένας φαιοκίτρινος (χρώμα τοπάζι)-κίτρινος και απαλός άσπρος αστέρας, στην ουρά της Μικρής Άρκτου που σημαδεύει το Βόρειο Πόλο. Το έτος 2.095 μ.Χ. θα προσεγγίσει την κοντινότερη απόσταση των 26'30".Ο Πόλος έχει σημαδευτεί με επιτυχία από τον Βέγα (α Λύρα) το 12.200 π.Χ.,τον τ Δράκοντα το4.500 π.Χ. και α Δράκοντα το 2.700 π.Χ. Θα σημαδευθεί από τον γ Κηφέα το 4.500 μ.Χ., α Κηφέα το 7.500 μ.Χ., δ Κύκνου το 11.300 μ.Χ. και ξανά Βέγα το 13.500 μ.Χ.
Όροι • • • • • • • • • • •
Ύψος – Altitude: αλλάζει από 0 ως 90°. Κατακόρυφη θέση σώματος. NCP- North Celestial Pole: είναι ο Βόρειος Ουράνιος Πόλος. SCP - South Celestial Pole East: είναι ο Νότιος Ουράνιος Πόλος. Celestial Equator: Ουράνιος Ισημερινός. Ecliptic: Εκλειπτική. h: ώρα. Vernal Equinox: είναι η Εαρινή Ισημερία, Fall Equinox είναι η Φθινοπωρινή Ισημερία, Solstices είναι τα Ηλιοστάσια. Αζιμούθιο – Azimuth: αλλάζει από 0° ως 360°. Στο Βορρά είναι 0°, στην Ανατολή είναι 90°, στο Νότο είναι 180°, στη Δύση είναι 270°. Οριζόνται θέση σώματος. Ορθή Αναφορά - Right ascension: αλλάζει από 0 ως 24 ώρες, έτσι κάθε ώρα ισοδυναμεί σε μια περιστροφή γωνίας 15°. Οριζόντια θέση σώματος μετρούμενη σε μονάδες χρόνου. Απόκλιση – Declination: αλλάζει από -90°στο Νότιο Ουράνιο Πόλο - SCP ως +90° στο Βόρειο Ουράνιο Πόλο - NCP. Ο Ουράνιος Ισημερινός έχει Απόκλιση 0°. Κατακόρυφη θέση σώματος. Τύπος μέτρησης Ύψους στο Μεσημβρινό κάθε σώματος: Ύψος= 90 - Γεωγραφικό πλάτος σώματος+ Απόκλιση: Μετράται σε μοίρες. Αν η Απόκλιση είναι αρνητική, τότε η πρόσθεση της Απόκλισης θα γίνεται αφαίρεση.
~6~
Διατυπώσεις • • • • • •
Η Εκλειπτική κλίνει 23.5° αναφορικά στον Ουράνιο Ισημερινό. Η Απόκλιση του Ήλιου εκτείνεται μεταξύ -23.5° και +23.5°. Στην Εαρινή Ισημερία, η Ορθή Αναφορά είναι 0 ώρες, η Απόκλιση είναι 0°, ο Ήλιος ανατέλλει στις 90 μοίρες Αζιμούθιο και δύει στις 270° Αζιμούθιο. Στο Θερινό Ηλιοστάσιο, η Ορθή Αναφορά είναι 6 ώρες, η Απόκλιση +23.5°, ο Ήλιος ανατέλλει λιγότερο από 90°Αζιμούθιο και δύει σε περισσότερο από 270° Αζιμούθιο. Στη Φθινοπωρινή Ισημερία, η Ορθή Αναφορά είναι 12 ώρες, η Απόκλιση 0°, ο Ήλιος ανατέλλει στις 90° Αζιμούθιο και δύει στις 270° Αζιμούθιο. Στο Χειμερινό Ηλιοστάσιο, η Ορθή Αναφορά είναι 18 ώρες, η Απόκλιση -23.5°, ο Ήοιος ανατέλλει σε μεγαλύτερο από 90°Αζιμούθιο και δύει σε λιγότερο από 270° Αζιμούθιο.
Αναφορικά στις Συντεταγμένες Ορθή Αναφορά και Απόκλιση Στο σύστημα των ουρανίων συντεταγμένων ο Βόρειος και Νότιος Ουράνιος Πόλος καθορίζονται με την προβολή του άξονα περιστροφής της γης στην τμήση της ουράνιας σφαίρας, η οποία καθορίζει στη συνέχεια έναν Ουράνιο Ισημερινό. Το σχήμα δείχνει το σύστημα αυτό. Το ουράνιο ισοδύναμο του Γεωγραφικού Πλάτους καλείται Απόκλιση και μετριέται με μοίρες. Θετικές για το Βορρά ή αρνητικές για το Νότο του Ουράνιου Ισημερινού. Το ουράνιο ισοδύναμο του Γεωγραφικού Μήκους καλείται Ορθή Αναφορά. Η Ορθή Αναφορά μετριέται σε μοίρες, αλλά για ιστορικούς λόγους είναι πιό κοινό να μετριέται σε χρόνο, δηλαδή ώρες, λεπτά, δευτερόλεπτα. Ο Ουρανός γυρίζει 360 μοίρες σε 24 ώρες και επομένως πρέπει να γυρίσει 15 μοίρες κάθε ώρα κατά συνέπεια, 1 ώρα Ορθής Αναφοράς είναι ισοδύναμη με 15 μοίρες της περιστροφής του ουρανού. Ισημερίες και Ηλιοστάσια Το μηδενικό σημείο του ουράνιου γεωγραφικού μήκους (για τη Ορθή Αναφορά) είναι η Εαρινή Ισημερία, η οποία είναι η διατομή της Εκλειπτικής και του Ουράνιου Ισημερινού (Άνοιξη στο Β. Ημισφαίριο). Η άλλη διατομή του Ουράνιου Ισημερινού και της Εκλειπτικής καλείται Φθινοπωρινή Ισημερία. Με τον Ήλιο στις Ισημερίες, τα μήκη της ημέρας και της νύχτας είναι ισοδύναμα. Το σημείο της Εκλειπτικής όπου ο Ήλιος είναι περισσότερο βόρεια του Ουράνιου Ισημερινού καλείται Θερινό Ηλιοστάσιο και το σημείο όπου είναι περισσότερο νότια του Ουράνιου Ισημερινού καλείται Χειμερινό Ηλιοστάσιο. Το αντίθετο ισχύει στο νότιο ημισφαίριο. Συντεταγμένες της Ουράνιας Σφαίρας Η Ορθή Αναφορά (R.A.) και η Απόκλιση (dec) ενός σώματος στην Ουράνια Σφαίρα καθορίζει τη θέση του μεμονωμένα. Ακριβώς όπως το Γεωγραφικό Πλάτος και Γεωγραφικό Μήκος ενός σώματος στην επιφάνεια της Γης, έχει μια μοναδική θέση. Έτσι, για παράδειγμα, ο αστέρας Σείριος (Sirius) έχει Ουράνιες Συντεταγμένες, Ορθή Αναφορά 6 ωρ και 45 λεπτά και Απόκλιση -16 μοίρες και 43 λεπτών. Αυτό σημαίνει πως όταν η Εαρινή Ισημερία είναι πάνω στον Ουράνιο Μεσημβρινό μας, θα είναι 6 ώρες και 45 λεπτά πριν ο Σείριος περάσει τον Ουράνιο Μεσημβρινό μας και ότι ο αστέρας βρίσκεται λίγο νότια (16:43 μοίρες) του Ουράνιου Ισημερινού. Αυτό φαίνεται στην εικόνα.
~7~
~8~