Nebeski koordinatni sustavi
Priredio: dr.sc. Drago Špoljarić
Položaj neke točke na površini Zemlje, jednoznačno je određen u definiranom sfernom koordinatnom sustavu (mreži meridijana i paralela) geografskom širinom j i geografskom duljinom l.
Analogno prethodnom, položaj nebeskog tijela na nebeskoj sferi (svodu) određen je dvjema koordinatama odabranog koordinatnog sustava.
Nebeska sfera (svod)
Nebeska se tijela prividno gibaju po nebeskom svodu, zamišljenoj sferi proizvoljnog radijusa u čijem se središtu nalazi motritelj. Odredimo li da je centar sfere stajališna točka na površini Zemlje, govorimo tada o topocentričnoj nebeskoj sferi. Aproksimiramo li Zemlju s centrom sfere, tada je riječ o geocentričnoj sferi. Odnosno, prikažemo li cijeli sunčev sustav točkom, a centar sfere je centar Sunca, tada govorimo o heliocentričnoj sferi. Motritelj nije u stanju procijeniti koje mu je nebesko tijelo bliže a koje dalje, pa mu svi promatrani objekti izgledaju kao točke sfere, jednako udaljeni od stajališta. Zbog toga pri određivanju položaja nebeskih tijela opažača ne zanimaju udaljenosti tijela od stajališta, već isključivo kutne veličine između referentnih krugova (ravnina) nebeske sfere i krugova (ravnina) povučenih preko nebeskih tijela.
Elementi nebeske sfere
Osnovne točke, pravci i kružnice (krugovi) na nebeskoj sferi:
- · nebeska sfera, nebeski svod,
- · obzor, horizont (pravi, prividni),
- · zenit Z, nadir Z˘, vertikal (prvi vertikal), almukantarat
- · glavne točke horizonta (glavne strane svijeta E,W,N,S),
- · nebeski ekvator, nebeska ili svjetska os
- · najviša Q i najniža Q˘ točka nebeskog ekvatora,
- · sjeverni PN i južni PS nebeski pol,
- · nebeski meridijan, meridijan mjesta opažanja,
- · nebeska paralela, dnevna paralela,
- · ekliptika, proljetna ¡ i jesenska točka Y , (proljetni i jesenski ekvinocij)
- · galaktika, galaktički ekvator, galaktički polovi, smjer središta galaktike
Položaj nebeskih tijela na nebeskoj sferi (Sunca, Mjeseca, planeta, zvijezda, i dr.), jednoznačno je određen dvjema koordinatama definiranog sfernog koordinatnog sustava. U astronomiji razlikujemo 5 nebeskih koordinatnih sustava:
- horizontski (azimutski) koordinatni sustav,
- mjesni ekvatorski koordinatni sustav,
- nebeski ekvatorski koordinatni sustav,
- ekliptički koordinatni sustav, i
- galaktički koordinatni sustav.
Horizontski (azimutski) koordinatni sustav
Primarni referentni krug u ovom nebeskom koordinatnom sustavu je krug pravog (nebeskog) horizonta, a sekundarni krug mjesnog nebeskog meridijana odnosno krug vertikala. Azimut A i zenitna daljina z su koordinate koje jednoznačno određuju položaj nebeskog tijela u horizontskom koordinatnom sustavu.
Astronomski azimut A je kut između kruga mjesnog nebeskog meridijana i kruga vertikala nebeskog tijela S , mjeren od smjera juga (južne točke horizonta S) po obzoru u smjeru dnevnog kretanja nebeskih tijela (u smjeru prema zapadu).
Zenitna daljina z je kut između smjera zenita i smjera nebeskog tijela S , mjeren od zenita Z po vertikalu nebeskog tijela.
0° £ A £ 360° ,
0° £ z £ 180°.
Mjesni ekvatorski koordinatni sustav
Krug nebeskog ekvatora je prvi referentni krug u ovom nebeskom koordinatnom sustavu, a drugi je krug mjesnog nebeskog meridijana. Satni kut t i deklinacija d su koordinate koje jednoznačno određuju položaj nebeskog tijela u mjesnom ekvatorskom koordinatnom sustavu. Satni kut t je kut između kruga mjesnog nebeskog meridijana i satnog kruga nebeskoga tijela S mjeren od najviše točke nebeskog ekvatora Q po nebeskom ekvatoru u smjeru dnevnog kretanja nebeskih tijela (u smjeru prema zapadu).
Deklinacija d je kut između kruga nebeskog ekvatora i smjera nebeskog tijela S , mjerena po deklinacijskoj ili satnoj kružnici.
0h £ t £ 24h ,
0° £ d £ +90° ,
0° £ d £ -90° .
Nebeski ekvatorski koordinatni sustav
U nebeskom ekvatorskom sustavu, krug nebeskog ekvatora i ekvinocijski krug, čine primarni i sekundarni referentni krug. U ovom koordinatnom sustavu rektascenzija a i deklinacija d jednoznačno određuju položaj nebeskog tijela.
Rektascenzija a je kut između ekvinocijskog kruga i satnog kruga nebeskog tijela S mjeren od proljetne točke (proljetnog ekvinocija) ¡ po nebeskom ekvatoru u suprotnom smjeru dnevnog kretanja nebeskih tijela. Deklinacija d je kut između kruga nebeskog ekvatora i smjera nebeskog tijela S , mjeren po deklinacijskoj ili satnoj kružnici.
0h £ a £ 24h ,
0° £ d £ +90° ,
0° £ d £ -90°.
Ekliptički koordinatni sustav
Primarni i sekundarni referentni krugovi u ekliptičkom koordinatnom sustavu su ekliptički krug i krug ekliptičkog meridijana proljetne točke, a koordinate koje jednoznačno određuju položaj nebeskog tijela su ekliptička longituda (duljina) l i ekliptička latituda (širina) j .
0° £ l £ 360° ,
0° £ f £ +90° ,
0° £ f £ -90° .
Ekliptička longituda l je kut između kruga ekliptičkog meridijana proljetne točke i kruga ekliptičkog meridijana nebeskog tijela S mjeren od proljetne točke ¡ po ekliptici u suprotnom smjeru dnevnog kretanja nebeskih tijela. Ekliptička širina f je kut između ekliptičkog kruga (ravnine ekliptike) i smjera nebeskog tijela S , mjeren po ekliptičkom meridijanu.
Galaktički koordinatni sustav
Primarni i sekundarni referentni krugovi u galaktičkom koordinatnom sustavu su galaktički krug (krug galaktičkog ekvatora) i krug galaktičkog meridijana smjera galaktičkog središta. Galaktička longituda (duljina) L i galaktička latituda (širina) F su koordinate koje jednoznačno određuju položaj nebeskog tijela.
Galaktička longituda L je kut između kruga meridijana smjera galaktičkog središta i kruga galaktičkog meridijana nebeskog tijela S mjeren od smjera galaktičkog centra po galaktičkom ekvatoru u suprotnom smjeru dnevnog kretanja nebeskih tijela. Galaktička širina F je kut između galaktičkog kruga (kruga galaktičkog ekvatora) i smjera nebeskog tijela S , mjeren po galaktičkom meridijanu.
0° £ L £ 360° ,
0° £ F £ +90° ,
0° £ F £ -90° .
Horizontalni, mjesni i nebeski ekvatorijalni koordinatni sustav, najčešće su korišteni koordinatni sustavi, dok se preostala dva sustava, ekliptički i galaktički, koriste vrlo rijetko.
Publicirane koordinate nebeskih tijela u astronomskim godišnjacima, almanasima, efemeridama (The astronomical almanac, Astronomičeski ježegodnik, Bolid i dr) određene su u nebeskom ekvatorijalnom koordinatnom sustavu. Naime, nebeske ekvatorijalne koordinate a i d praktično ne ovise o koordinatama stajališta motritelja i ne mijenjaju se zbog prividne dnevne rotacije nebeske sfere.
Određivanje (računanje) koordinata nebeskih tijela (prividnih položaja) za bilo koji trenutak (ili arbitrirani trenutak), prema principima sferne i teorijske astronomije, te mjerenjima praktične astronomije, zadatak je efemeridne astronomije.
