Sferă cerească
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Sfera cerească este o sferă imaginară care înconjoară observatorul şi este utilizată pentru reperarea obiectelor cereşti observabile.
Ideea definirii sferei cereşti pleacă de la observaţia că poziţia aparentă a unui corp ceresc, pentru un observator, este dată doar de unghiurile direcţiei spre corpul respectiv cu direcţiile spre diverse puncte de reper. Distanţa până la corpul ceresc nu afectează poziţia aparentă a acestuia - distanţa nefiind observabilă direct.
Sfera cerească este o sferă, de rază nedefinită ("foarte mare"), având centrul în punctul în care se găseşte observatorul. Direcţia (semidreapta) de la observator spre un obiect ceresc intersectează sfera cerească într-un punct. Acest punct constituie poziţia aparentă a corpului ceresc pe sfera cerească. Poziţia aparentă a unui obiect este descrisă cu ajutorul unui sistem de coordonate sferice construit pe sfera cerească.
Pentru un obiect ceresc a cărui distanţă faţă de Pământ este mult mai mare decât diametrul Pământului — adică stele şi, într-o primă aproximaţie, pentru Soare şi planete — unghiurile dintre direcţiile de la diferiţi observatori de pe Pământ spre corpul respectiv sunt neglijabil de mici. Aceste obiecte apar în aceeaşi poziţii, relative unele la altele, pe sfera cerească a oricărui observator de pe Pământ. În aceste condiţii, putem considera o singură sferă cerească, văzută de orice observator, Pământul să îl considerăm punctiform în centrul sferei cereşti. De la un observator la altul diferă doar direcţia verticală a observatorului.
Pentru obiectele apropiate, trebuie precizat faţă de ce observator este indicată o anumită poziţie pe sfera cerească, sau dacă este considerată faţă de observatorul ipotetic din centrul Pământului.
De notat că sfera se consideră întreagă, chiar dacă punctele situate sub orizontul observatorului nu sunt în mod normal vizibile.
Cuprins |
[modifică] Puncte de referinţă sfera cerească
Punctul situat exact deasupra observatorului (intersecţia verticalei locului cu sfera cerească) se numeşte zenit. Punctul diametral opus zenitului, adică exact sub observator, se numeşte nadir. Planul perpendicular ce trece prin observator şi este perpendicular pe verticala observatorului intersectează sfera cerească după un cerc mare; acesta se numeşte orizontul observatorului.
Dreapta ce trece prin observator paralelă la axa Pământului se numeşte axa lumii. Axa lumii intersectează sfera cerească în două puncte numite poli cereşti: polul nord ceresc şi polul sud ceresc. Cercul mare definit ca intersecţia cu sfera cerească a planului paralel cu ecuatorul terestru se numeşte ecuatorul ceresc.
Cu excepţia cazului unui observator aflat la unul din polii Pământului, există exact un cerc mare ce trece prin polii cereşti, prin zenit şi prin nadir. Acest cerc este cercul meridian al observatorului. Semicercul delimitat de poli şi conţinând zenitul este numit meridianul superior, iar semicercul delimitat de polii cereşti şi conţinând nadirul este numit meridianul inferior.
Punctele de intersecţie ale cercului meridian cu orizontul se numesc punctul nord şi punctul sud. Punctele situate pe cercul orizontului, pe direcţie perpendiculară pe direcţia nord-sud se numesc punctul est şi punctul vest.
Planul ce trece prin observator şi este paralel cu planul orbitei Pământului taie sfera cerească după un cerc mare numit ecliptica. Ecliptica taie ecuatorul ceresc în două puncte diametral opuse, numite puncte echinoxiale: punctul vernal şi punctul autumnal.
În descrierea poziţiei sau mişcării aparente a unui corp pe sfera cerească, se utilizează două categorii de sisteme de referinţă:
- sistemul de referinţă a unui observator terestru, definit de verticala observatorului şi de axa lumii;
- sistemul definit de ecuator şi de ecliptică.
[modifică] Coordonate pe sfera cerească
Reperarea punctelor pe sfera cerească se realizează cu ajutorul unuia dintre mai multe sisteme de coordonate definite de astronomi. Coordonatele astronomice sunt coordonate sferice, analoage coordonatelor geografice (longitudinea şi latitudinea) utilizate pentru reprearea punctelor de pe Pământ. După planul de bază utilizat de sistemul de coordonate, avem:
- coordonate orizontale, relative la un observator terestru şi având la bază planul orizontului observatorului;
- coordonate orare, relative la un observator terestru şi având la bază planul ecuatorului;
- coordonate ecuatoriale, raportate la sfera cerească şi având la bază planul ecuatorului;
- coordonate ecliptice, raportate la sfera cerească şi având la bază planul eclipticii.
În univers în ultimă instanţă nu există coordonate absolute, deoarece nu există un punct de reper absolut de la care să putem calcula.
[modifică] Mişcarea aparentă a corpurilor cereşti
Stelele sunt (aproximativ) fixe faţă de sfera cerească (raportate la ecuator si ecliptică). Ca urmare, poziţia unei stele descrisă în coordonate ecuatoriale (ascensie dreaptă şi declinaţie) sau în coordonate ecliptice rămâne fixă în timp.
Faţă de un observator terestru, orice stea îndepărtată se deplasează după un cerc paralel cu ecuatorul ceresc. O rotire completă se petrece în exact o zi siderală. Momentul în care steaua traversează meridianul superior se numeşte culminaţia superioară sau trecerea la meridian a stelei. Momentul traversării meridianului inferior se numeşte culminaţia inferioară.
Soarele se deplasează, faţă de sfera cerească, de-a lungul eclipticii, efectuând o tură completă în timp de un an. Echinocţiile sunt definite ca momentele în care Soarele traversează ecuatorul ceresc. Faţă de un observator terestru, Soarele descrie o traiectorie complicată, semănând cu două elici de sens contrat lipite cap la cap.
[modifică] Bibliografie
- Gh. Chiş. Astronomie. Manual pentru clasa a XII-a. Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1998.
