Zvijezdana kupola za zemaljskog promatrača je u neprekidnoj rotaciji. Ako, dok ste na sjevernoj hemisferi planeta, u noći bez mjeseca i oblaka, dugo gledate u sjeverni dio neba, postaje vidljivo da se cjelokupno dijamantno rasipanje zvijezda vrti oko jedne neprimjetne mutne zvijezde (ovo je samo neznalice kažu da je Polarna zvijezda najsjajnija). Neka od svjetiljki skrivena su iza horizonta na zapadnom dijelu neba, druga zauzimaju njihovo mjesto.
Vrtuljak traje do jutra. Ali sutradan, u isto vrijeme, svaka je zvijezda opet na svom mjestu. Koordinate zvijezda jedna u odnosu na drugu mijenjaju se tako sporo da se ljudima čine vječnim i nepokretnim. Nije slučajno da su naši preci zamišljali nebo kao čvrstu kupolu, a zvijezde kao rupe na njemu.
Čudna zvijezda - početna točka
Bilo jednom našpreci su skrenuli pozornost na jednu čudnu zvjezdicu. Njegova je posebnost nepokretnost na nebeskoj padini. Činilo se da lebdi u jednoj točki iznad sjevernog ruba horizonta. Sva ostala nebeska tijela opisuju pravilne koncentrične krugove oko sebe.
Na kojim slikama se ova zvijezda nije pojavila u mašti drevnih astronoma. Na primjer, među Arapima se smatrao zlatnim kolcem zabijenim u nebeski svod. Oko ovog kolca galopira zlatni pastuh (ovo zviježđe Veliki medvjed), vezan za njega zlatnim lasom (zviježđe Malog medvjeda).
Iz ovih opažanja potječu nebeske koordinate. Sasvim prirodno i logično, fiksna zvijezda, koju nazivamo Polaris, postala je polazna točka za astronome za određivanje položaja objekata na nebeskoj sferi.
Usput, mi, stanovnici sjeverne hemisfere, imamo veliku sreću sa zvjezdanim kompasom. Igrom slučaja, od onih koji su jedan u milijun, naša se Polarna zvijezda nalazi točno na liniji osi rotacije planeta, zahvaljujući kojoj, bilo gdje u hemisferi, možete lako odrediti točan položaj u odnosu na kardinalne točke.
Koordinate prve zvjezdice
Tehnička sredstva za točno mjerenje kutova i udaljenosti nisu se odmah pojavila, ali ljudi već duže vrijeme nastoje nekako sistematizirati i sortirati zvijezde. I iako nam instrumenti u vlasništvu drevne astronomije nisu dopuštali da odredimo koordinate zvijezda u nama poznatom digitaliziranom obliku, to je bilo više nego nadoknađenomašta.
Od davnina, stanovnici svih dijelova svijeta dijelili su zvijezde u skupine koje se nazivaju sazviježđa. Najčešće su zviježđa dobila imena na temelju vanjske sličnosti s određenim objektima. Tako su Slaveni zviježđe Veliki medvjed zvali samo kanta.
Ali najrašireniji su nazivi zviježđa dani u čast likovima starogrčkog epa. Moguće je, premda s ponešto natezanjem, reći da su imena zviježđa i zvijezda na nebu njihove prve primitivne koordinate.
Biseri neba
Astronomi nisu zanemarili najljepše svijetle zvijezde. Također su dobili imena po helenskim bogovima i herojima. Tako su alfa i beta sazviježđa Blizanaca nazvane Castor i Pollux prema imenima Zeusovih sinova, Gromovnik, rođenih nakon njegove sljedeće ljubavne avanture.
Zvijezda Algol, alfa zviježđa Perzej, zaslužuje posebnu pažnju. Prema legendi, ovaj je junak, pobijedivši u smrtnoj bitci đavola tmurnog Tartara - Gorgonu Meduzu, koja svojim pogledom pretvara sve živo u kamen, uzeo svoju glavu sa sobom kao svojevrsno oružje (oči čak odsječena glava nastavila je “raditi”). Dakle, zvijezda Algol je u sazviježđu oku upravo ove glave Meduze, i to nije sasvim slučajno. Starogrčki promatrači skrenuli su pozornost na periodične promjene svjetline Algola (dvojni zvjezdani sustav čije se komponente povremeno preklapaju jedna s drugom za zemaljskog promatrača).
Naravno, zvijezda koja namiguje postala je oko čudovišta iz bajke. Koordinate zvijezde Algol na nebu: pravi uspon - 3 sata 8 minuta, deklinacija + 40 °.
Nebeski kalendar
Ali ne treba zaboraviti da se Zemlja ne okreće samo oko svoje osi. Svakih 6 mjeseci planet je s druge strane Sunca. Slika noćnog neba se u ovom slučaju prirodno mijenja. To su astrolozi dugo koristili za točno određivanje godišnjih doba. Primjerice, u starom Rimu studenti su nestrpljivo čekali da se na jutarnjem nebu pojavi Sirius (Rimljani su ga zvali Vacation), jer su ovih dana smjeli otići kući odmoriti se. Kao što vidite, zvjezdani naziv ovih studentskih praznika zadržao se do danas.
Osim školskih praznika, položaj objekata na nebu određivao je početak i kraj morske i riječne plovidbe, poticao je vojne pohode, poljoprivredne aktivnosti. Autori prvih detaljnih kalendara u različitim dijelovima svijeta bili su upravo astrolozi, astrolozi, svećenici hramova, koji su naučili točno odrediti koordinate zvijezda. Na svim kontinentima gdje se nalaze ostaci drevnih civilizacija nalaze se čitavi kameni kompleksi izgrađeni za astronomska promatranja i mjerenja.
Horizontalni koordinatni sustav
Pokazuje koordinate zvijezda i drugih objekata na nebeskoj sferi u načinu "ovdje i sada" u odnosu na horizont. Prva koordinata je visina objekta iznad horizonta. Kutna vrijednost se mjeri u stupnjevima. Maksimalna vrijednost je +90° (zenit). Svjetiljke imaju nultu vrijednost koordinate,nalazi na liniji horizonta. I konačno, minimalna vrijednost visine -90° je za objekte koji se nalaze na nadirnoj točki ili u nogama promatrača - zenit je obrnuto.
Druga koordinata je azimut - kut između vodoravnih linija usmjerenih prema objektu i prema sjeveru. Ovaj sustav se također naziva tocentričnim zbog vezanja koordinata za određenu točku na globusu.
Sustav nije bez mana. Obje koordinate svake zvijezde u njemu mijenjaju se svake sekunde. Stoga nije prikladan za opisivanje, recimo, položaja zvijezda u sazviježđima.
Zvijezda GLONASS i GPS
Kako se koristi takav sustav? Ako se krećete oko planeta na dovoljno velikim udaljenostima, zvjezdana slika će se sigurno promijeniti. To su primijetili drevni moreplovci. Za promatrača koji stoji na samom Sjevernom polu, zvijezda Sjevernjača bit će u zenitu, izravno iznad glave. No, stanovnik ekvatora moći će vidjeti Polar samo kako leži na horizontu. Krećući se po paralelama (od istoka prema zapadu), putnik će primijetiti da će se mijenjati i točke i vremena izlaska i zalaska sunca određenih nebeskih objekata.
Ovo je ono što su mornari naučili koristiti kako bi odredili svoju lokaciju u oceanima. Mjerenjem kuta elevacije iznad horizonta Sjevernjače, brodski navigator je dobio vrijednost zemljopisne širine. Koristeći točan kronometar, mornari su usporedili vrijeme lokalnog podneva s referentnim (Greenwich) i dobili geografsku dužinu. Obje zemaljske koordinate, očito, nisu se mogle dobiti bez izračunavanjakoordinate zvijezda i drugih nebeskih tijela.
Uz svu svoju složenost i približnost, opisani sustav za određivanje položaja u svemiru vjerno služi putnicima više od dva stoljeća.
Ekvatorijalni prvi zvjezdani koordinatni sustav
U njemu su nebeske koordinate vezane i za površinu zemlje i za orijentire na nebu. Prva koordinata je deklinacija. Mjeri se kut između crte usmjerene na svjetiljku i ravnine ekvatora (ravnina okomita na svjetsku os - pravac prema zvijezdi Sjevernjaci). Dakle, za nepokretne objekte na nebu, kao što su zvijezde, ova koordinata uvijek ostaje ista.
Druga koordinata u sustavu bit će kut između smjera prema zvijezdi i nebeskog meridijana (ravnina u kojoj se križaju os svijeta i visak). Dakle, druga koordinata ovisi o položaju promatrača na planeti, kao i o trenutku u vremenu.
Upotreba ovog sustava je vrlo specifična. Koristi se za ugradnju i otklanjanje pogrešaka u mehanizmima teleskopa postavljenih na gramofone. Takav uređaj može "pratiti" objekte koji rotiraju zajedno s nebeskom kupolom. To je učinjeno kako bi se povećalo vrijeme ekspozicije pri fotografiranju područja neba.
Ekvatorijalna 2 zvjezdana
A kako se određuju koordinate zvijezda na nebeskoj sferi? Za to postoji drugi ekvatorijalni sustav. Njegove osi su fiksirane u odnosu na udaljene svemirske objekte.
Prva koordinata,kao i prvi ekvatorijalni sustav, kut je između svjetiljke i ravnine nebeskog ekvatora.
Druga koordinata se zove prava ascenzija. To je kut između dvije linije koje leže na ravnini nebeskog ekvatora i sijeku se u točki svog sjecišta sa svjetskom osi. Prva linija je položena do točke proljetnog ekvinocija, druga - do točke projekcije svjetiljke na nebeski ekvator.
Pravi kut ascenzije iscrtan je duž luka nebeskog ekvatora u smjeru kazaljke na satu. Može se mjeriti kako u stupnjevima od 0° do 360°, tako iu sustavu "sati: minute". Svaki sat je jednak 15 stupnjeva.
Kako izmjeriti pravi uspon zvijezde, dijagram pokazuje.
Koje su još koordinate zvijezda?
Da bismo odredili naše mjesto među ostalim zvijezdama, nijedan od gore navedenih sustava nije prikladan. Znanstvenici fiksiraju položaj najbližih svjetiljki u koordinatnom sustavu ekliptike. Razlikuje se od druge ekvatorijalne po tome što je osnovna ravnina ravnina ekliptike (ravnina u kojoj se zemljina orbita oko Sunca nalazi).
I na kraju, za određivanje položaja još udaljenijih objekata, kao što su galaksije, maglice, koristi se galaktički koordinatni sustav. Lako je pogoditi da se temelji na ravnini galaksije Mliječni put (ovo je naziv naše izvorne spiralne galaksije).
Je li sve savršeno?
Ne baš. Koordinate polarne zvijezde, odnosno deklinacija, je 89 stupnjeva 15 minuta. To znači da je gotovo jedan stupanj udaljen odstupovi. Za navigaciju terenom, ako izgubljena osoba traži put, ova lokacija je idealna, ali za planiranje kursa broda koji će morati prijeći tisuće milja, morala se izvršiti prilagodba.
Da, i nepokretnost zvijezda je prividan fenomen. Prije tisuću godina (vrlo malo prema kozmičkim standardima), zviježđa su imala potpuno drugačiji oblik.
Tako da znanstvenici dugo nisu mogli utvrditi zašto u Keopsovoj piramidi nagnuti tunel napušta grobnu komoru na površinu jednog od lica. Astronomija je priskočila u pomoć. Temeljito su izračunate koordinate najsjajnijih zvijezda u različitim vremenskim razdobljima, a astronomi su sugerirali da se tijekom izgradnje piramide, točno na liniji gdje ovaj tunel "gleda", nalazila zvijezda Sirius - simbol boga Ozirisa, znak vječnog života.
