Himmelsk koordinatsystem
Det himmelske koordinatsystem bruges i astronomi til at beskrive positionen af lyskilder på himlen eller punkter på en imaginær himmelkugle . Koordinaterne for armaturer eller punkter er givet af to vinkelværdier (eller buer), der entydigt bestemmer positionen af objekter på himmelkuglen. Det himmelske koordinatsystem er således et sfærisk koordinatsystem , hvor den tredje koordinat - afstand - ofte er ukendt og ikke spiller nogen rolle.
Himmelske koordinatsystemer adskiller sig fra hinanden i valget af hovedplan (se Fundamentalplan ) og oprindelse. Afhængigt af opgaven kan det være mere praktisk at bruge det ene eller det andet system. De mest almindeligt anvendte er de horisontale og ækvatoriale koordinatsystemer . Mindre ofte - ekliptisk , galaktisk og andre.
Horisontalt topocentrisk koordinatsystem
I dette system er centret placeret ved observatørens placering på jordens overflade, hovedplanet er planet for den matematiske horisont . I dette tilfælde er en koordinat enten højden af lyskilden h eller dens zenitafstand z . En anden koordinat er azimut A . På grund af det faktum, at det vandrette koordinatsystem altid er topocentrisk (observatøren er altid på Jordens overflade, eller i en eller anden højde), er ordet "topocentrisk" normalt udeladt.
Højden h af armaturet er buen af den lodrette cirkel fra den matematiske horisont til armaturet, eller vinklen mellem den matematiske horisonts plan og retningen til armaturet. Højder måles i området fra 0° til +90° til zenit og fra 0° til −90° til nadir .
Zenitafstanden z for armaturet er buen af en lodret cirkel fra zenit til armaturet, eller vinklen mellem lodlinjen og retningen til armaturet. Zenith-afstande tælles fra 0° til 180° fra zenit til nadir.
Armaturets azimut A er buen af den matematiske horisont fra sydpunktet til armaturets lodrette cirkel eller vinklen mellem middagslinjen og skæringslinjen mellem den matematiske horisonts plan og lodrets plan lysets cirkel. Azimuther måles i retning af den daglige rotation af himmelsfæren, det vil sige vest for det sydlige punkt, i området fra 0 ° til 360 °. Nogle gange måles azimut fra 0° til +180° mod vest og fra 0° til −180° mod øst. (I geodesi og navigation måles azimut fra nordpunktet . )
Ændringer i koordinater under himmelkuglens rotation
Højde h , zenitafstand z , azimut A og timevinkel t for armaturerne ændrer sig konstant på grund af himmelkuglens rotation, da de måles fra punkter, der ikke er forbundet med denne rotation. Deklinationen δ , den polære afstand p og den højre ascension α af armaturerne ændres ikke under himmelkuglens rotation, men de kan ændre sig på grund af armaturernes bevægelser, der ikke er relateret til den daglige rotation.
Første ækvatoriale koordinatsystem
I dette system er hovedplanet planet for den himmelske ækvator . I dette tilfælde er en koordinat deklinationen δ (mindre ofte, den polære afstand p ). En anden koordinat er timevinklen t .
Belysningens deklination δ er buen af cirklen af deklination fra himmelækvator til luminary , eller vinklen mellem planet af himmelækvator og retningen til lyset. Deklinationerne måles fra 0° til +90° til den nordlige himmelpol og fra 0° til -90° til den sydlige himmelpol .
Armaturets polære afstand p er buen af deklinationscirklen fra verdens nordpol til belysningen, eller vinklen mellem verdens akse og retningen til belysningen. Polære afstande måles fra 0° til 180° fra den nordlige himmelpol mod syd.
Den timelige vinkel t for lyset er buen af den himmelske ækvator fra det øvre punkt af den himmelske ækvator (det vil sige skæringspunktet mellem den himmelske ækvator og den øvre del af den himmelske meridian ) til deklinationscirklen af luminary, eller den dihedrale vinkel mellem den himmelske meridians planer og luminarens deklinationscirkel. Timevinkler måles i retning af himmelkuglens daglige rotation, det vil sige vest for det øvre punkt på himmelækvator, i området fra 0 ° til 360 ° (i grader) eller fra 0 timer til 24 timer ( i timer). Nogle gange måles timevinkler fra 0° til +180° (0 t til +12 t ) mod vest og fra 0° til −180° (0 t til -12 t ) mod øst.
Andet ækvatorial koordinatsystem
I dette system, som i det første ækvatorial, er hovedplanet planet for den himmelske ækvator, og en koordinat er deklinationen δ (mindre ofte, den polære afstand p ). En anden koordinat er højre ascension α .
Den højre ascension (RA, α ) af lyset er himmelækvatorens buefra forårsjævndøgn til lysets deklinationscirkel, eller vinklen mellem retningen til forårsjævndøgn og planet for deklinationscirklen af lyset. Højre opstigninger tælles i den modsatte retning af den daglige rotation af himmelsfæren, der spænder fra 0° til 360° (i grader) eller fra 0 timer til 24 timer (i timer).
RA er den astronomiske ækvivalent til Jordens længdegrad . Både RA og længdegrad måler øst-vest-vinklen langs ækvator; begge mål måles fra nulpunktet ved ækvator. For længdegrad er nulpunktet nulmeridianen ; for RA er nulmærket det sted på himlen, hvor Solen krydser den himmelske ækvator , i retningen fra syd til nord (ved forårsjævndøgn).
Deklination ( δ ) i astronomi er en af de to koordinater i det ækvatoriale koordinatsystem. Er lig med vinkelafstanden på himmelkuglen fra himmelækvatorplanet til lyset og udtrykkes normalt i grader , minutter og buesekunder. Deklinationen er positiv nord for den himmelske ækvator og negativ syd.
- Et objekt på den himmelske ækvator har en deklination på 0°
- Deklinationen af den nordlige pol af himmelkuglen er +90°
- Sydlig deklination −90°
Bøjningen har altid et fortegn, selvom deklinationen er positiv.
Deklinationen af et himmellegeme, der passerer gennem zenit , er lig med observatørens breddegrad (forudsat at nordlig bredde er + og sydlig breddegrad er negativ). På jordens nordlige halvkugle for en given breddegrad φ går himmellegemer med deklination δ > +90° − φ ikke ud over horisonten, derfor kaldes de ikke-indstilling . Hvis objektets deklination er δ < −90° + φ, så kaldes objektet ikke-stigende , hvilket betyder, at det ikke kan observeres ved breddegrad φ. [en]
Ekliptisk koordinatsystem
I dette system er hovedplanet ekliptikkens plan . I dette tilfælde er den ene koordinat den ekliptiske breddegrad β , og den anden er den ekliptiske længdegrad λ .
Lysets ekliptiske breddegrad β er buen af breddecirklen fra ekliptikken til lyset, eller vinklen mellem ekliptikkens plan og retningen til lyset. Ekliptiske breddegrader måles fra 0° til +90° til den nordlige ekliptiske pol og fra 0° til −90° til den sydlige ekliptiske pol .
Lysets ekliptiske længdegrad λ kaldes ekliptikkens bue fra punktet for forårsjævndøgn til lyskredsens breddegrad, eller vinklen mellem retningen til punktet for forårsjævndøgn og cirklens plan af armaturets breddegrad. Ekliptiske længdegrader måles i retning af Solens tilsyneladende årlige bevægelse langs ekliptika, det vil sige fra vest til øst for forårsjævndøgn i området fra 0 ° til 360 °.
Galaktisk koordinatsystem
I dette system er hovedplanet flyet af vores galakse . I dette tilfælde er den ene koordinat den galaktiske breddegrad b , og den anden er den galaktiske længdegrad l .
Lysets galaktiske breddegrad b er buen af cirklen af galaktisk breddegrad fra ekliptika til lyset, eller vinklen mellem den galaktiske ækvatorplan og retningen til lyset.
Galaktiske breddegrader måles fra 0° til +90° til den nordlige galaktiske pol og fra 0° til −90° til den sydlige galaktiske pol .
Den galaktiske længdegrad l af lyskilden er buen af den galaktiske ækvator fra referencepunktet C til cirklen for armaturets galaktiske breddegrad, eller vinklen mellem retningen til referencepunktet C og cirkleplanet for den galaktiske breddegrad på lyset. Galaktiske længdegrader tælles mod uret, når de ses fra den nordlige galaktiske pol, det vil sige øst for referencepunktet C , der spænder fra 0° til 360°.
Referencepunkt C er nær retningen til det galaktiske centrum, men falder ikke sammen med det, da sidstnævnte, på grund af solsystemets lille højde over den galaktiske skives plan, ligger cirka 1 ° syd for den galaktiske ækvator. Referencepunktet C er valgt således, at skæringspunktet mellem den galaktiske og himmelske ækvator med ret ascension 280° har en galaktisk længdegrad på 32,93192° (ved epoke 2000 ).
Koordinaterne for referencepunktet C for epoke 2000 i det ækvatoriale koordinatsystem er:
Historie og anvendelse
Himmelske koordinater blev allerede brugt i oldtiden. Beskrivelsen af nogle systemer er indeholdt i skrifterne fra det antikke græske geometer Euklid (ca. 300 f.Kr.). Hipparchus' stjernekatalog offentliggjort i Ptolemæus's Almagest indeholder positionerne af 1022 stjerner i det ekliptiske himmelske koordinatsystem.
Observationer af ændringer i himmelens koordinater har ført til de største opdagelser inden for astronomi, som har stor betydning for viden om universet. Disse omfatter fænomenerne præcession , nutation , aberration , parallakse , stjerners korrekte bevægelser og andre. Himmelske koordinater gør det muligt at løse problemet med at måle tid, bestemme de geografiske koordinater for forskellige steder på jordens overflade. Himmelske koordinater bruges i vid udstrækning til at kompilere forskellige stjernekataloger, til at studere de sande bevægelser af himmellegemer, både naturlige og kunstige, i himmelmekanik og astrodynamik og til at studere stjerners rumlige fordeling i problemer med stjernernes astronomi.
Brug af forskellige koordinatsystemer
Brug af det horisontale topocentriske koordinatsystem
Det vandrette topocentriske koordinatsystem bruges af en observatør placeret et bestemt sted på klodens overflade til at bestemme positionen af ethvert lys på himlen.
Koordinaterne for himmellegemer i dette koordinatsystem kan opnås ved hjælp af goniometriske instrumenter og under observationer med et teleskop monteret på en azimutinstallation .
De fleste astronomiske computerprogrammer er i stand til at udlæse stjernernes positioner i et givet koordinatsystem.
Ved observation skal der tages højde for en korrektion for brydning .
Brug af det første ækvatoriale koordinatsystem
Det første ækvatoriale koordinatsystem bruges til at bestemme det nøjagtige tidspunkt og til observationer med et teleskop monteret på en ækvatorial installation .
Brug af det andet ækvatoriale koordinatsystem
Det andet ækvatoriale koordinatsystem er generelt accepteret i astrometri .
I det ækvatoriale heliobarycentriske koordinatsystem er moderne stjernekort kompileret og stjernernes positioner i katalogerne beskrevet. I dette tilfælde reduceres armaturernes koordinater til en bestemt position af himmelækvator og forårsjævndøgn, det vil sige til en bestemt epoke (epoker B1950 og J2000.0 bruges i astronomi ).
Det ækvatoriale geocentriske koordinatsystem adskiller sig fra det ækvatoriale heliobarycentriske koordinatsystem ved, at stjernernes koordinater er korrigeret i det på grund af fænomenet årlig parallakse , og positionen af himmelækvator og forårsjævndøgn er givet til den aktuelle dato.
Brug af det ekliptiske koordinatsystem
Det ekliptiske geocentriske koordinatsystem bruges i himmelmekanik til at beregne månens kredsløb og er også det vigtigste eller eneste i de fleste astrologiskoler .
Det ekliptiske heliocentriske koordinatsystem bruges til at beregne kredsløbene for planeterne og andre kroppe i solsystemet, der kredser om solen.
Anvendelse af forskellige systemer af himmelske koordinater
I praksis er det som udgangspunkt påkrævet at bruge flere koordinatsystemer. For at beregne Månens position på himlen skal du for eksempel først beregne Månens koordinater i det ekliptiske geocentriske koordinatsystem, genberegne koordinaterne til det ækvatoriale geocentriske koordinatsystem og derefter skifte til det vandrette topocentriske koordinatsystem.
Se også
Noter
- ↑ Siegel F. Yu. Stjernehimlens skatte - en guide til stjernebillederne og månen / Ed. G. S. Kulikova. - 5. udg. - M . : Nauka, 1986. - S. 57-58. — 296 s. - 200.000 eksemplarer.
Litteratur
- Smart, William Marshall. Lærebog om sfærisk astronomi. — Cambridge University Press , 1949.
- Lang, Kenneth R. Astrofysiske formler. - Springer, 1978. - ISBN 3-540-09064-9 .
- Taff, LG Computational sfærisk astronomi. - Wiley, 1980.
- Kartunen, H.; Kröger, P.; Oja, H.; Poutanen, M.; Donner, HJ Fundamental Astronomy. - 2006. - ISBN 978-3-540-34143-7 .
- Roth, GD Handbuch für Sternenfreunde. — Springer. — ISBN 3-540-19436-3 .
Links
- novas _ _ _ _
- SOFA , IAU's Standards of Fundamental Astronomy, et tilgængeligt og autoritativt sæt af algoritmer og procedurer, der implementerer standardmodeller, der bruges i fundamental astronomi
 Ordbøger og encyklopædier |
|
|---|
| Himmelsk mekanik | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||
| ||||||||