Coordenades astronòmiques

sistema de coordenades utilitzat per a posicionar els astres a l'esfera celeste

En astrometria, les coordenades astronòmiques o coordenades celestes són qualsevol sistema de coordenades utilitzat per a determinar la posició d'un astre sobre l'esfera celeste. L'objecte principal de l'astrometria és la determinació de les posicions aparents que ocupen els astres al firmament, distribuïts sobre la superfície de l'esfera celeste, una esfera de radi arbitrari i centrada en la Terra. Cada sistema de coordenades és determinat per un eix fonamental i per un cercle màxim, denominat cercle fonamental, i que és definit per la intersecció de l'esfera celeste amb un pla perpendicular a l'eix fonamental.[1]

Per a situar un astre sobre l'esfera celeste calen dos paràmetres angulars o coordenades, que tindran un valor diferent segons el sistema de coordenades triat. Una de les coordenades es mesurarà sobre el cercle fonamental i l'altra sobre un cercle auxiliar, que és el cercle màxim que passa per l'astre i per les interseccions de l'esfera celeste amb l'eix, els pols celestes.[1]

Classificació dels sistemes de coordenadesModifica

Els sistemes de coordenades astronòmiques es poden classificar en dos grans grups:[1]

  • Sistemes locals: aquells en què alguna de les coordenades, o ambdues, es refereixen a direccions o plans que depenen del lloc on es fa l'observació.
    • Coordenades horitzontals
    • Coordenades horàries
  • Sistemes no locals: aquells que només utilitzen elements referits a l'esfera celeste i, per tant, no depenen de cap element local.
    • Coordenades equatorials
    • Coordenades eclíptiques
    • Coordenades galàctiques

Segons els punts de referència que s'escullin es poden utilitzar diferents sistemes de coordenades. La raó per la qual hi ha diferents referències per determinar un mateix punt és que les coordenades geocèntriques serveixen per distingir qualsevol punt respecte on ens trobem, però els càlculs sobre les òrbites dels cossos celestes es fan molt complicades. Es fa més senzill (que no fàcil) si es pren la referència del punt segons el qual orbita el cos a estudiar.

 
Coordenades horitzontals, altura i azimut. Per a un observador situat verticalment al centre de l'esfera, el cercle que passa per Z, W i Z' és la seva vertical, els altres elements del seu sistema de referència són el seu horitzó SWNE i el pol sud S.

Segons les coordenades cartesianesModifica

En les coordenades rectangulars o cartesianes es prenen tres eixos (x, y, z) perpendiculars entre si, i que es creuen en un punt origen que pot ser el Sol (Coordenades heliocèntriques) o la Terra (Coordenades geocèntriques). Per exemple un punt P (x, y, z). S'empren en alguns casos per al sistema solar. La seva unitat és la Unitat Astronòmica UA o també el km.

Segons les coordenades esfèriquesModifica

 
Sistema basat en coordenades esfèriques

Les coordenades esfèriques són emprades per superfícies esfèriques, la superfície d'un planeta o qualsevol punt de l'esfera celeste. La major part de coordenades celestes són coordenades esfèriques. Per situar un punt a l'espai es necessita dos angles i una distància. Per exemple un punt   que forma un angle   amb l'eix   i un angle   amb l'eix  , es relaciona amb les coordenades cartesianes mitjançant:

 
 
 

En Astronomia la posició d'un cos es determina ordinàriament mitjançant coordenades polars o esfèriques. No obstant això i atès que en principi la distància r no és important, ja que per a observar-lo només ens cal saber sobre quina recta es troben els dos punts (observador i observat), només ens preocuparà la direcció OP de l'astre, determinable mitjançant dues coordenades angulars. El que fem és projectar tots els astres sobre una esfera imaginària de radi arbitrari, que s'anomena esfera celeste. Aquesta esfera està centrada en l'observador. En realitat l'observador, prescindint d'irregularitats topogràfiques només veu una semiesfera celeste, limitada per un pla que passa pel peu de l'observador i que talla l'esfera celeste en un cercle anomenat horitzó.

Segons la posició del centre de referènciaModifica

La utilització diversos centres de referència es basa a calcular diferents paràmetres orbitals de qualsevol cos celeste. La referència del focus de la seva òrbita pot ajudar a distingir la distància a la qual es troba, calcular la seva trajectòria, la referència baricèntrica permet diferenciar millor si hi ha interacció gravitatòria amb altres cossos celestes, mentre que les coordenades geocèntriques ens permet distingir la posició del cos a observar respecte al lloc on ens trobem. Segons el punt de referència escollit es distingeixen en:

Atès que els seus valors depenguin o no de la posició de l'observador les coordenades es classifiquen en:

  • Coordenades locals: Depenen de la posició de l'observador. Són exemple de coordenades locals les Coordenades horitzontals i Coordenades horàries. És a dir, un mateix astre en un mateix moment es veu sota coordenades horitzontals diferents per observadors diferents situats en punts diferents de la Terra.
  • Coordenades no locals: No depenen de la posició de l'observador. Són exemple de coordenades no locals les Coordenades equatorials, Coordenades eclíptiques o les Coordenades galàctiques. És a dir, un mateix astre en un mateix moment, qualsevol observador situat en llocs diferents veu els mateixos valors per a totes.

Per exemple: dos observadors situats en punts diferents de la Terra mesuraran l'Azimut i l'altura d'un mateix astre i obtindran valors diferents. Aquestes dues coordenades pertanyen a les coordenades horitzontals. També mesuraran angle horari diferent, però la mateixa declinació. Aquestes dues coordenades pertanyen a les coordenades horàries. Aquests dos sistemes són locals. Però si mesuren simultàniament l'ascensió recta i la declinació obtindran sempre el mateix valor. Aquestes dues coordenades pertanyen a les coordenades equatorials. Aquest sistema, com els altres dos, són sistemes no locals.

Segons el pla de referènciaModifica

Considerant el pla de referència es tenen:

 
Orientació dels sistemes de coordenades galàctics, eclíptics i celestial (sobre Terra)
Origen: geocèntric (centre de la terra) o heliocèntric (centre del sol)
Origen: geocèntric
Origen: topocèntric (superfície de la terra)
Origen: topocèntric

Taula dels sistemes de coordenadesModifica

Taula comparativa dels diversos sistemes de coordenades astronòmiques:

Sistema de Coordenades Centre (origen) Pols Plano de referencia

(0° latitud)

Coordenadas Dirección principal

(0° longitud)

Latitud Longitud
Horizontals Observador (coordenades topocèntriques) Zenit y nadir Horitzó Altura (a) o elevación Azimut (A) Punts cardinals Nord

o Sud

en l'horitzó

Horàries Pols celestes Ecuador celeste Declinación (δ) Ángulo horario (HA o h) Meridiano del observador
Equatorials Des del centre de la Terra (coordenades geocèntriques). Ascensión recta (AR o α) Punto Aries o punto vernal
Eclípticas Suele expresarse de dos maneras: Polos eclípticos Eclíptica Latitud celeste (β) Longitud celeste (λ)
Galácticas Desde el centro galáctico que, desde nuestra posición en el Sol, se ubica en la constelación de Sagitario. Polos galácticos Plano galáctico Latitud galáctica (b) Longitud galáctica (l) Centro galáctico
Supergalácticas Polos supergalácticos Plano supergaláctico Latitud supergaláctica (SGB) Longitud supergaláctica (SGL) Intersección del plano galáctico con el plano supergaláctico

teniendo en cuenta que:

  1. El centro (origen) es el punto de distancia cero.
  2. El plano de referencia (0º latitud) divide la esfera celeste en dos hemisferios iguales y es la base para medir la coordenada latitud, así como el Ecuador en el sistema de coordenadas terrestre.
  3. Los polos están ubicados a ±90° del plano fundamental.
  4. La dirección principal es el punto de partida para medir la coordenada longitud.

Mesura d'anglesModifica

Els angles es mesuren en radiants o graus, però en astronomia també es mesuren en hores. Un angle d'1 hora té 15 ° (atès que la Terra gira els 360 ° d'una circumferència en 24 hores). L'angle horari i l'ascensió recta es podrien mesurar en graus, però es mesuren en hores.

Els seus divisors són:

  • 1 hora = 60 Minuts (1 h = 60′)
  • 1 Minut = 60 segons (1′ = 60″)
  • Una relació útil és 1° = 4′.

L'Ascensió recta és un angle que es mesura en hores, minuts i segons. Així AR = 3 h 25′ 13″ = 3,420277778 h = 51,30416667° = 51° 18′ 15″

Conversió de coordenadesModifica

La conversió de coordenades celestes permet passar d'unes coordenades a altres per exemple d'eclíptiques a equatorials, com una altra conversió ens permetrà passar d'equatorials a horàries, les conversions successives ens permeten qualsevol transformació entre coordenades. Suposem que un dia observem un objecte en coordenades horitzontals, si anotem la nostra posició sobre la Terra i l'instant temporal podrem arribar fins a les coordenades equatorials o eclíptiques.

Vegeu tambéModifica

ReferènciesModifica

  1. 1,0 1,1 1,2 Gran Enciclopèdia Catalana. Volum 8. Reimpressió d'octubre de 1992. Barcelona: Gran Enciclopèdia Catalana, 1992, p. 167-168. ISBN 84-85194-96-9. 
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Coordenades astronòmiques