Warto przeczytać

Mapa nieba jest odwzorowaniem na płaszczyźnie położenia gwiazd na niebie. Przy użyciu odwzorowań kartograficznych wyznacza się położenia obiektów. Odwzorowaniem kartograficznym nazywamy matematyczne przeskalowanie powierzchni sferycznej w sposób dwuwymiarowy na płaszczyźnie. Położenie obiektów na niebie określa się przy użyciu miar kątowych. Stojąc na Ziemi i patrząc w niebo można odnieść wrażenie, że jesteśmy w środku kuli, a na odległej sferze wokół nas znajdują się „świecące punkty”. Tymi punktami są ciała niebieskie, które świecą lub odbijają światło w naszą stronę i które możemy dostrzec z miejsca obserwacji. Dlatego wszystkie zależności na niebie związane są z kołami wyznaczanymi w oparciu o sferę, na której rzutujemy obserwowane obiekty. Odległości na niebie, pomiędzy wszystkimi ciałami niebieskimi, wyraża się w jednostkach kątowych. Pełne koło ma miarę 360 stopni, w każdym stopniu jest 60 minut kątowych (ang. arcminutes), a w każdej minucie 60 sekund kątowych (ang. arcseconds).

360Indeks górny o^o = 21600’ = 1296000”

Obiekty na niebie mają dwie współrzędne. Najczęściej stosowany jest układ równikowy równonocny, w którym współrzędne nazywamy: rektascensja i deklinacja. Układ ten odgrywa tę samą rolę, co współrzędne geograficzne w odniesieniu do punktów na globusie ziemskim.

Rektascensję wyraża się w godzinach, gdzie kąt pełny to 24 h. Liczona jest na wschód od punktu równonocypunkt równonocypunktu równonocy wiosennej (tak zwany punkt Barana) po równiku niebieskim. Taki ruch zgodny jest z ruchem Słońca. Płaszczyzna niebieska jest to płaszczyzna prostopadła do osi obrotu Ziemi, której środek znajduje się w środku Ziemi, a brzeg nazywamy równikiem niebieskim. Analogicznie w geografii definiuje się równik geograficzny. Rektascensja w astronomii odpowiada długości geograficznej.

Deklinację wyraża się w stopniach. Jest to kąt pomiędzy kierunkiem na gwiazdę od obserwatora (z Ziemi) a płaszczyzną równika niebieskiego. Na półkuli północnej deklinacja jest dodatnia, natomiast poniżej równika niebieskiego jest ujemna. Gwiazda znajdująca się dokładnie w północnym biegunie niebieskim (pokrywająca się z osią obrotu Ziemi) ma deklinację $\delta =90°$, natomiast dokładnie w południowym biegunie niebieskim deklinację $\delta =-90°$. Szerokość geograficzna odpowiada astronomicznej deklinacji.

Rf4HfbdGooRQA

Rys. 1. Rysunek przedstawia układ współrzędnych równikowy równonocny. Pokazano okrąg na białym tle z pięcioma czarnymi punktami opisanymi: wielka litera N, wielka litera S, zenit i nadir oraz wielka litera P (między wielką literą N i punktem oznaczającym zenit). W środku koła widać współśrodkowe elipsy – dwie szare, jedną zieloną opisaną: ekliptyka, jedną granatową i jedną czerwoną. Liniami przerywanymi szarymi przedstawiono półosie wielkie elips. Obok rysunku umieszczono opis miary łukowej kąta: mała litera epsilon, znak przybliżenia 23 stopnie, 27 sekund. W dolnej części rysunku opis: mała litera alfa, znak równości, symbol kąta ostrego, w nawiasie: znak Barana, wielka litera O, wielka litera G prim, koniec nawiasu.

Prześledź, krok po kroku, jak powstają współrzędne równikowe.

W mapach informację o położeniu na sferze przenosi się odpowiednio na płaszczyznę, wyznaczając zależność pomiędzy stopniami (deklinacja) i godzinami (rektascensja) a na przykład milimetrami na płaszczyźnie.

Niektóre mapy nieba odzwierciedlają całe niebo, ale niektóre pokazują jedynie niebo na określonej szerokości geograficznej lub rozdzielone na półkule niebieskie – północną i południową.

Już w starożytności stosowano mapy nieba. Różniły się one znacznie od tych używanych we współczesnym świecie. Uczeni tworzący mapy nanosili na mapę obraz, który kojarzył im się z układem najjaśniejszych gwiazd widzianych na danym fragmencie nieba. Wybrane najjaśniejsze gwiazdy danego obrazu nazywano gwiazdozbiorem, a nazwa gwiazdozbioru odnosi się do owych obrazów. Dawne mapy były bardzo nieczytelne ze względu na obraz, który dodatkowo nanoszono na mapę.

R1Mm3xrJY6yAJ

Rys. 2. przedstawia reprodukcję siedemnastowiecznej mapy nieba. Na planie prostokąta pokazano dwa koła, otoczone na zewnątrz obłokami, z umieszczonymi wewnątrz symbolami różnych zwierząt. Nad i pod dużymi kołami narysowano po trzy mniejsze koła zawierające symbole nieba.

Pierwsze mapy nieba zawierały obrazki odwzorowujące postać, z którą utożsamiany był dany gwiazdozbiór i układ gwiazd.

Obecne mapy są zbiorem punktów, które określają obiekt na niebie. Wielkość punktów odzwierciedla jasność gwiazdy. Główne, najjaśniejsze gwiazdy gwiazdozbioru łączy się liniami dla ułatwienia odnalezienia danego gwiazdozbioru. Na bardzo dokładnych mapach nieba, które podzielone są na fragmenty odpowiadające na przykład prostokątom o wymiarze kilku stopni, nie nanosi się linii łączących główne gwiazdy gwiazdozbioru.

RgMHcbGoKT4Ub

Rys. 3. Ilustracja przedstawia współczesną mapę nieba. Na kole zaznaczono liczne linie proste i łamane oraz punkty czarne, zielone, czerwone i żółte różnej wielkości. Legenda umieszczona pod mapą opisuje szczegółowo zastosowane oznaczenia, charakter i parametry graficzne.

Często stosuje się obrotowe mapy nieba. Taka mapa odzwierciedla niebo widziane na danej szerokości geograficznej.

W zależności od tego, na jakiej szerokości geograficznej $\phi$ się znajduje obserwator, może on obserwować inne gwiazdozbiory.

Obiekty zawsze widoczne z północnej półkuli mają $\delta >90°-\phi$.

Obiekty zawsze niewidoczne z północnej półkuli mają $\delta <\phi -{90}^{\circ }$.

Obiekty o pozostałych deklinacjach, tzn. $\phi -{90}^{\circ }<\delta <{90}^{\circ }-\phi$, pojawiają się na północnym niebie okresowo w zależności od pory roku.

Ustawiając odpowiednio datę i godzinę można zobaczyć, które gwiazdozbiory w wybranym momencie widać na niebie. Takie mapy służą jedynie orientacji na niebie. Gwiazdy zaznaczane na nich to bardzo jasne obiekty, które możemy dostrzec nieuzbrojonym okiem bez pomocy instrumentów optycznych.

R1Whs2NZK251n

Rys. 4. Ilustracja przedstawia obrotową mapę nieba. Pokazano obrotową czarną tarczę z białą obwódką z zaznaczoną podziałką kątową, co jeden stopień. Każde trzydzieści stopni odpowiada jednemu miesiącowi w roku. Na ciemnym tle tarczy widoczna jest niebieska kula, na której zaznaczono białe punkty. Symbolizuje ona, widoczny z Ziemi, fragment nieba z zaznaczonymi gwiazdami. Obracając tarczę, zmienia się widok poszczególnych konstelacji w zależności od pory roku i miesiąca. W centrum kuli znajduje się Gwiazda Polarna wchodząca w skład konstelacji Małej Niedźwiedzicy. Gwiazda Polarna należąca do gwiazdozbioru Małej Niedźwiedzicy to północna gwiazda polarna. Charakterystyczną jej cechą jest to, że w ciągu nocy prawie nie zmienia swojego położenia na niebie, podczas gdy pozostałe gwiazdy krążą wokół bieguna.

Współcześnie niebo podzielone jest na 88 stref - gwiazdozbiorów. Podziału takiego dokonano w 1930 roku (IAU - Międzynarodowa Unia Astronomiczna) w oparciu o najpowszechniej używane nazwy gwiazdozbiorów w literaturze. Każda strefa to obszar na niebie odpowiadający danemu gwiazdozbiorowi. Obecnie gwiazdozbiorów używa się jedynie do określania przestrzeni na niebie. Na przykład można powiedzieć, że Jowisz w drugim tygodniu czerwca znajdował się będzie w gwiazdozbiorze Strzelca. Poniższe tabele przedstawiają wszystkie gwiazdozbiory, ich nazwy oraz współrzędne środków obszarów, które wyznaczają.

Tab. 1. Gwiazdozbiory okołobiegunowe północne – zawsze widoczne z Polski.

Tab. 2. Gwiazdozbiory wschodzące i zachodzące w Polsce.

Uwaga: W Tab. 2. zamieszczono gwiazdozbiory widoczne w Polsce nawet tylko częściowo, lub w małym fragmencie, niekiedy praktycznie pozbawionym jasnych gwiazd (np. Centaur).

Jesienne

Zimowe

Wiosenne

Letnie

Tab. 3. Gwiazdozbiory okołobiegunowe południowe – niewidoczne z Polski.

Słowniczek