Небеска сфера
Небеска сфера или небески свод је замишљена кугла произвољно одређеног полумјера са средиштем у средишту Земље, а на чијем се плашту пројицирају сва небеска тијела. Средиште небеске сфере можемо произвољно одредити као средиште Земље (геоцентрична небеска сфера), али и као точку проматрачевог стајалишта (топоцентрична сфера), или као средиште Сунца (хелиоцентрична сфера), или нека друга произвољна точка.
Основе оријентације на небеској сфери
[уреди | уреди извор]Астрономија је везана за оријентацију у простору, а она се састоји у томе да гледајући у небо, и прелазећи погледом с једног небеског тијела на друго, ми повезујемо смјерове у којима видимо тијело. Положај тијела пројицирамо на плоху једне кугле, коју називамо небеском сфером. Због великих даљина небеских тијела, можемо замислити да је и небеска сфера на великој даљини. Блиски предмети, као што су авион или умјетни сателит, на небеској ће сфери брзо мијењати међусобни положај, а много удаљеније звијезде, иако се и оне уствари гибају, дуже ће задржавати привидно једнак пројицирани размјештај. Дакле, положај тијела одређује се смјеровима и кутовима између њих. [1]
За запис положаја на небеској сфери служе сферне координате, слично као што за утврђивање положаја на површини Земље служе земљописне координате. Важне точке на глобусу јесу полови, точке кроз које пролази Земљина ос вртње. Веома важно својство, смјер вртње, не можемо одредити друкчије него на основи искуства. Кажемо да се Земља окреће као десни вијак који напредује од Јужног пола према Сјеверном полу. Смјер се може одредити и с обзиром на начин гибања сатне казаљке. Гледајући на Сјеверни пол Земље, она се врти у смјеру супротном од казаљке на сату. Помоћу меридијана одбројавају се земљописне дужине; рачунају се као источне или као западне, од 0° до 180°. Почетни меридијан је онај који, по договору, пролази звјездарницом у Греенwицху, предграђу Лондона. Окомито на меридијане пролазе паралеле (успореднице). Паралела највећег опсега је екватор, а од њега се према сјеверу и према југу одбројавају земљописне ширине, као сјеверне и јужне, и то од 0° до 90°. Меридијана и паралела има неизмјерно много.
У астрономији се примјењује неколико координатних сустава (небески координатни сустави). Сваки од њих има основни круг (као што је Земљин екватор) и почетну полукружницу (као што је почетни Греенwицхски меридијан) од којих се одбројавају координате.
Дневно гибање неба
[уреди | уреди извор]Непосредан изглед појава на небу увјетован је Земљиним гибањима. Земљина вртња узрок је привидном окретању небеске сфере и измјене дана и ноћи. Свакако, није свеједно окреће ли се Земља или небеска сфера, са свим звијездама и галактикама. У посљедњем би случају релативне брзине звијезда морале надмашити брзину свјетлости, а недостајале би многе ситне појаве које пружају физичке и астрономске доказе гибања Земље. Те појаве јесу: закретање равнине њихања (Фоуцаултово њихало), отклон на исток при слободном паду, спљоштеност Земље, појава дневне паралаксе, дневна аберација свјетлости и још неке. Без разумијевања физичке суштине, а то значи не знајући за ограничену величину Земље и њезина гибања, непосредно видљиве промјене на небу нису једноставно протумачиве. Зато је и требало много времена док се човјек није издигнуо изнад непосредно даног.
Небеска ос, небески екватор и небески меридијан
[уреди | уреди извор]Видљив предио неба овиси о положају проматрача и о тренутку проматрања. Сваки проматрач на Земљи стоји на водоравној равнини, а правац силе теже, вертикала, окомит је на ту равнину. Смјер вертикале показује слободно објешен, миран висак. Продужи ли се вертикала према небеској сфери, пробост ће је у точки која овиси о земљописном положају и о тренутку дана, јер се Земља окреће. Због Земљина окретања вертикала описује стожац око продужене Земљине оси или небеске оси. Небеска ос пробада небеску сферу у сјеверном и јужном небеском полу. Небеска ос је замишљени правац идентичан са Земљином оси ротације и пробада небеску сферу у сјеверном и јужном небеском полу. У точки сјеверног небеског пола се приближно налази звијезда Сјеверњача. Око небеске оси се привидно окреће небеска сфера (привидно окретање настаје због ротације Земље). Сва небеска тијела привидно се окрећу око небеске оси. Равнина Земљина екватора, протегнута до небеске сфере, исијеца на њој кружницу или небески екватор. Небески екватор је пројекција Земљиног екватора на небеску сферу. Равнина којој припада небески екватор окомита је на небеску ос. Равнина меридијана на којему се проматрач налази пресијеца небеску сферу уздуж велике кружнице или небеског меридијана. Небески меридијан је замишљена велика кружница на небеској сфери која пролази сјеверним и јужним небеским полом и садржи пројекцију небеског тијела чији меридијан проматрамо. Меридијан проматрача пролази небеским половима, те садржи зенит и надир проматрача. Како проматрач субјективно не осјећа Земљину вртњу, чинит ће му се да се небеска сфера окреће око Земљине оси, и то у супротном смјеру.
Обзор, зенит и надир
[уреди | уреди извор]Водоравна равнина на којој се проматрач налази је равнина обзора или хоризонта, а кружница коју она исијеца на небеској сфери је обзор или хоризонт. Обзор је велика кружница небеске сфере, настаје пресјеком равнине која пролази стајалиштем проматрача са небеском сфером и окомита је на правац зенит-надир. Видљиви хоризонт (на отовреним површинама као море) се због закривљености Земљине површине налази испод астрономског хоризонта (томе је узрок и надморска висина те рефракција Земљине атмосфере). Точке у којима окомица или вертикала пробада небеску сферу јесу зенит и надир. Зенит је точка на небеској сфери која се налази директно изнад проматрача. Надир је точка на небеској сфери супротно од зенита (испод проматрача). На арапском значи супротан, насупрот. Звијезде обилазе око небеске оси по кружницама које су назване дневне кружнице. Неке звијезде, оне које су близе сјеверном небеском полу, стално су изнад обзора (циркумполарна звијежђа). Неке звијезде излазе изнад обзора и залазе под обзор.
Као источна точка обзора (Е) и као западна точка обзора (W) задаје се пресјециште небеског екватора с обзором. Небески меридијан пролази кроз зенит, сјеверни и јужни небески пол. Пресјециште меридијана и обзора ближе сјеверном небеском полу је сјеверна точка обзора (Н), а њој насупрот, јужна точка обзора (С). Четири главне точке обзора (Н, С, W и Е) одређене су привидним дневним гибањем неба и разликовањем полова, а размакнуте су на обзору за прави кут. Звијезде излазе на источној страни обзора, подижу се до небеског меридијана, гдје достижу највећу висину или каже се да пролазе кроз горњу кулминацију. Настављајући кружење, залазе на западној страни обзора. Након тога ће звијезде проћи и кроз најнижи положај или доњу кулминацију. Изнад обзора звијезде се премјештају од источне стране према западној. Циркумполарне звијезде никада не залазе, а антициркумполарне никада не излазе. Све звијезде, проматране на свим земљописним ширинама, без обзира на то јесу ли циркумполарне или нису, пролазе кроз горњу кулминацију у оној половици меридијана (меридијан је располовљен сјеверним и јужним небеским полом) која садржи зенит; кроз доњу кулминацију звијезда ће проћи у оној половици меридијана која садржи надир. Дијелови дневних кружница изнад обзора јесу дневни лукови. Звијезда која се налази на дневној кружници сјеверније од небеског екватора излази између сјеверне (Н) и источне (Е) точке обзора, а залази између сјеверне и западне (W) точке обзора. Јужније од источно – западне линије, излазе и залазе оне звијезде које су смјештене јужније од небеског екватора.
Хоризонтски координатни сустав
[уреди | уреди извор]За одређивање положаја небеских тијела у односу на обзор (хоризонт) и стране свијета служи хоризонтски координатни сустав. У хоризонтском координатном суставу положај небеског тијела одређен је азимутом и висином. Астрономски азимут је кут између мјесног небеског меридијана и небеског тијела, мјерен од смјера југа по обзору у смјеру дневног кретања небеских тијела (у смјеру према западу). Висина х је кут у средишту сфере који се налази у равнини окомитој на равнину обзора. Замислимо ли да је полумјер небеске сфере јединични, тада се висина може одредити и као дуљина лука на сфери, јер је у том случају дуљина лука бројчано једнака припадном средишњем куту. Исти поступак проводи се при одређивању других сферних координата. Висина х је позитивна изнад обзора и креће се од 0° до 90°, а негативна испод обзора, када се креће од 0° до -90°. Умјесто висине х може се користити зенитна даљина з:
- з = 90° - х
Један од најједноставнијих астрономских мјерних инструмената за мјерење висине Сунца и сјајних ноћних небеских тијела је секстант. Астрономски азимут А је координата која се мјери од јужне точке обзора (С) према западу, од 0° до 360° (у геодезији и за друге сврхе, азимут се мјери ос сјеверне точке Н према западу и истоку, од 0° до 180°). За мјерење азимута у нашем земљописном подручју може нам, иако не баш најпрецизније, послужити компас. При првом ноћном изласку и мјерењу хоризонтских координатна неког небеског тијела, установит ћемо да се оне непрестано мијењају, а овисе и о земљописном положају проматрача.
Екваторски координатни сустав
[уреди | уреди извор]С вртњом небеске сфере изравно је повезан небески екваторски координатни сустав. Тај је сустав пројекција земљописног координатног сустава на небеску сферу. Основни круг сустава је круг небеског екватора. Дневне кружнице паралелне су с небеским екватором. Кутна удаљеност небеског тијела од небеског екватора је деклинација δ. Та координата поприма вриједност од 0° до 90° (од небеског екватора према сјеверном небеском полу) и од 0° до -90° (од небеског екватора према јужном небеском полу).
Друга координата има двије могућности. Према једној, почетна је полукружница она половица меридијана проматрача, која се пружа од сјеверног до јужног небеског пола а садржи зенит. Координата која се рачуна од те половице меридијана је сатни кут т. Кут се рачуна уздуж дневне кружнице и расте у смјеру дневног гибања неба, од истока према западу. Сатне кружнице су мјеста на небеској сфери која имају једнак сатни кут. Кут небеског тијела изражава се временом које је прошло од његове горње кулминације, дакле од 0 до 24 х. Разлог је у томе што се у свом дневном гибању небеско тијело одмиче од меридијана и његов сатни кут расте. Сатни кут неких тијела важан је у мјерењу времена.
У другој могућности координата је ректасцензија α, кут између сатне кружнице која пролази прољетном точком γ и сатне кружнице проматраног тијела. Ректасцензија се рачуна од 0 х до 24 х, и расте од запада према истоку, супротно од сатног кута (у смјеру који је супротан дневном гибању неба). Но тај пораст показује смјер привидног годишњег гибања Сунца. Ректасцензија се заједно с деклинацијом употребљава за одређивање положаја звијезда на небеској сфери, оне служе као звјездане адресе и уписују се у карте неба, астрономске каталоге и годишњаке.
Екваторски координатни сустав погодан је за праћење дневног гибања неба. Поматрач види на неком положају како се око њега окрећу звијезде. Притом је згодно замишљати да су звијезде причвршћене на сатне кружнице, а да се оне окрећу око нас као савијене шипке кишобрана којему је дршка небеска ос.
Извори
[уреди | уреди извор]- ↑ Владис Вујновић : "Астрономија", Школска књига, 1989.
