Huvud vetenskap

Astronomisk karta

Innehållsförteckning:

Astronomisk karta
Astronomisk karta

Video: En astronomisk resa i rymden 2024, Maj

Video: En astronomisk resa i rymden 2024, Maj
Anonim

Astronomisk karta, varje kartografisk representation av stjärnorna, galaxerna eller ytorna på planeterna och månen. Moderna kartor av denna typ är baserade på ett koordinatsystem som är analogt med geografisk latitud och longitud. I de flesta fall sammanställs moderna kartor från fotografiska observationer gjorda antingen med jordbaserad utrustning eller med instrument som transporteras ombord på rymdskepp.

Natur och betydelse

De ljusare stjärnorna och stjärngrupperingarna känns lätt av en praktiserad observatör. De mycket fler svagare himmelkropparna kan lokaliseras och identifieras endast med hjälp av astronomiska kartor, kataloger och i vissa fall almanackar.

De första astronomiska diagram, jordklot och teckningar, ofta dekorerade med fantastiska figurer, beskrev konstellationerna, igenkännliga grupperingar av ljusa stjärnor kända av fantasifullt valda namn som har varit i många århundraden både en glädje för människan och ett pålitligt hjälpmedel för navigering. Flera kungliga egyptiska gravar i det andra årtusendet f.Kr inkluderar målningar av konstellationsfigurer, men dessa kan inte betraktas som korrekta kartor. Klassiska grekiska astronomer använde kartor och jordklot; tyvärr överlever inga exempel. Det kvarstår många himmelska jordartsmetaller från islamiska tillverkare från 1100-talet och framåt. De första tryckta planisfärerna (representationer av himmelsfären på en plan yta) producerades 1515 och tryckta himmelklot dök upp ungefär samtidigt.

Teleskopisk astronomi började 1609 och i slutet av 1600-talet applicerades teleskopet vid kartläggning av stjärnorna. Under den senare delen av 1800-talet gav fotografiet en kraftfull drivkraft till exakt kartläggning, som kulminerade på 1950-talet i publiceringen av National Geographic Society – Palomar Observatory Sky Survey, en skildring av den del av himlen som syns från Palomar Observatory i Kalifornien.

Många moderna kartor som används av amatörer och professionella observatörer av himlen visar stjärnor, mörka nebulor av dolda damm och ljusa nebulor (massor av svag, glödande materia). Specialiserade kartor visar källor till radiostrålning, källor till infraröd strålning och kvasi-stjärna föremål med mycket stora rödförskjutningar (spektrallinjerna förskjuts mot längre våglängder) och mycket små bilder. 1900-talets astronomer delade upp hela himlen i 88 områden, eller konstellationer; detta internationella system kodifierar namnet på stjärnor och stjärnmönster som började under förhistorisk tid. Ursprungligen gavs endast de ljusaste stjärnorna och de mest iögonfallande mönstren namn, antagligen baserat på det verkliga utseendet på konfigurationerna. Sedan 1500-talet har navigatörer och astronomer successivt fyllt i alla områden som lämnats odesignerade av de gamla.

Den himmelsfär

För alla iakttagare, antika eller moderna, framträder natthimlen som en halvklot som vilar vid horisonten. Följaktligen är de enklaste beskrivningarna av stjärnmönstren och rörelserna från himmelska kroppar de som presenteras på ytan av en sfär.

Den dagliga rotationen österut mot jorden på dess axel ger en uppenbar daglig rotation västerut i stjärnklar sfär. Stjärnorna verkar sålunda rotera om en nordlig eller sydlig himmelpol, projiceringen till rymden av jordens egna poler. Ekvidistant från de två polerna är den himmelsekvatorn; denna stora cirkel är projektionen till rymden av jordens ekvatorn.

Illustrerad här är himmelsfären sett från någon mittlig nordlig latitud. En del av himlen intill en himmelpol är alltid synlig (det skuggade området i diagrammet), och ett lika område kring den motsatta polen är alltid osynlig under horisonten; resten av himmelsfären verkar stiga och ställa in varje dag. För någon annan latitud kommer den speciella delen av himlen som är synlig eller osynlig att vara annorlunda, och diagrammet måste ritas om. En observatör belägen vid jordens norra pol kunde bara observera stjärnorna på den norra himmelhalvan. En observatör vid ekvatorn skulle dock kunna se hela himmelsfären när jordens dagliga rörelse bar honom runt.

Förutom deras uppenbara dagliga rörelse runt jorden, har solen, månen och planeterna i solsystemet sina egna rörelser med avseende på stjärnklar sfär. Eftersom solens glans döljer bakgrundsstjärnorna från synen, tog det många århundraden innan observatörerna upptäckte solens exakta väg genom konstellationerna som nu kallas zodiakens tecken. Den stora cirkeln av zodiaken som spåras av solen på dess årliga krets är ekliptiken (så kallade förmörkelser kan uppstå när månen korsar den).

Sett från rymden kretsar jorden långsamt om solen i ett fast plan, det ekliptiska planet. En linje vinkelrätt mot detta plan definierar den ekliptiska polen, och det gör ingen skillnad om denna linje projiceras i rymden från jorden eller från solen. Allt som är viktigt är riktningen, eftersom himlen är så långt borta att den ekliptiska polen måste falla på en unik punkt på himmelsfären.

De främsta planeterna i solsystemet kretsar om solen i nästan samma plan som jordens omloppsbana, och deras rörelser kommer därför att projiceras på himmelsfären nästan, men sällan exakt, på ekliptiken. Månens omloppsbana lutas ungefär fem grader från detta plan, och därmed avviker dess position på himlen mer än ekliptiken än de andra planeterna.

Eftersom det bländande solljuset blockerar några stjärnor från sikten beror de speciella konstellationerna som kan ses på jordens position i dess bana - dvs på solens tydliga plats. Stjärnorna som är synliga vid midnatt kommer att växla västerut med ungefär en grad varje på varandra följande midnatt när solen fortskrider i sin uppenbara rörelse österut. Stjärnor som är synliga vid midnatt i september kommer att döljas av den bländande middagstidssolen 180 dagar senare i mars.

Varför den ekliptiska och himmelsekvatorn möts i en vinkel på 23,44 ° är ett oförklarligt mysterium som har sitt ursprung i jordens tidigare historia. Vinkeln varierar gradvis med små mängder till följd av mån- och planet-orsakade gravitationsstörningar på jorden. Det ekliptiska planet är relativt stabilt, men ekvatorplanet förändras ständigt när jordens rotationsaxel förändrar dess riktning i rymden. Himmelspolarnas på varandra följande positioner spårar stora cirklar på himlen med en period av cirka 26 000 år. Detta fenomen, känd som precession of the equinoxes, får en serie olika stjärnor att bli polstjärnor i sin tur. Polaris, den nuvarande polstjärnan, kommer närmast den nordliga himmelpolen ungefär år 2100 ce. Vid tidpunkten då pyramiderna byggdes, tjänade Thuban i stjärnbilden Draco som polstjärnan, och om cirka 12 000 år kommer den första storleksstjärnan Vega att vara nära den nordliga himmelpolen. Prioritering gör också koordinatsystemen på exakta stjärnkartor endast tillämpliga för en specifik epok.

Himmelska koordinatsystem

Horisontsystemet

Det enkla altazimutsystemet, som beror på en viss plats, anger positioner efter höjd (vinkelhöjden från horisontplanet) och azimut (vinkeln medurs runt horisonten, vanligtvis från norr). Linjer med jämn höjd runt himlen kallas almucantar. Horisontsystemet är grundläggande i navigering, såväl som vid landmätning. För kartläggning av stjärnorna är emellertid koordinater fixerade med avseende på himmelsfären (såsom ekliptiska eller ekvatoriala system) mycket lämpligare.

Det ekliptiska systemet

Celestial longitud och latitude definieras med avseende på ekliptiska och ekliptiska poler. Celestial longitud mäts österut från den stigande skärningspunkten mellan ekliptiken med ekvatorn, en position som är känd som "den första punkten av Väduren" och solens plats vid tidpunkten för den jättejämndjocka den 21 mars. symboliseras av ramens horn (♈).

Till skillnad från himmelekvatorn är ekliptiken fixerad bland stjärnorna; emellertid ökar den ekliptiska longituden för en given stjärna med 1,396 ° per århundrade på grund av ekvatorens föregångsrörelse - som liknar den föregångsrörelsen hos ett barns topp - som förskjuter den första punkten för Väduren. De första 30 ° längs ekliptiken betecknas nominellt som tecknet Väduren, även om denna del av ekliptiken nu har flyttat sig fram till konstellationen Fiskarna. Ekliptiska koordinater dominerade i västerländsk astronomi fram till renässansen. (Däremot använde kinesiska astronomer alltid ett ekvatorialt system.) Med tillkomsten av nationella nautiska almanackar fick ekvatorialsystemet, som är bättre lämpat för observation och navigering, stigande.

Ekvatorialsystemet

Baserat på himmelsekvatorn och polerna är ekvatorialkoordinaterna, höger uppstigning och deklination direkt analoga med landlig longitud och latitud. Rätt uppstigning, mätt österut från den första punkten av Väduren (se direkt ovan), är vanligtvis uppdelad i 24 timmar snarare än 360 °, vilket betonar sfärens klockliknande beteende. Exakta ekvatorialpositioner måste anges för ett visst år, eftersom den föregångsrörelsen kontinuerligt ändrar de uppmätta koordinaterna.