Coordenades celestes Imprimeix Correu electrònic

Com que les estrelles es troben a distàncies assumiblement infinites, el canvi de posició de l'observador degut al moviment de la Terra al voltant del Sol és negligible a l'hora de determinar les posicions dels astres llunyans: en altres paraules, la distància entre les estrelles del firmament és virtualment sempre la mateixa, independentment de si la Terra es troba en punts oposats de la seva òrbita. Aquest fet és comparable amb el que observem quan anem en cotxe i veiem en la llunyania unes muntanyes: aquestes semblen restar immòbils.

Així doncs, com que la distància entre nosaltres i les estrelles es pot ignorar, només necessitem 2 coordenades per localitzar un objecte en el cel. Hi ha diversos sistemes de coordenades que s'explicaran més avall, però tots ells comparteixen el fet de tenir un pla fix de referència que passa pel centre de l'esfera celest i dividint-la en dos hemisferis.

 

El sistema horitzontal

El sistema horitzontal és el més natural per al observador. El pla de referència és el pla tangent a la Terra que passa per on està l'observador, és a dir, el terra que es troba sota els peus de l'observador i que s'extén fins a l'horitzó. Imaginem-nos que ens trobem en un prat: el nostre pla de referència seria el propi prat:

 

En aquest sistema, podem distingir dos punts: el punt sobre els nostres caps s'anomena zènit i el que es troba sota els nostres peus, nadir. Els cercles imaginaris que uneixen el zènit i el nadir i que s'extenen per l'esfera celest s'anomenen verticals, i creuen l'horitzó perpendicularment. D'altra banda, també disposem d'uns cercles imaginaris que són paral·lels al nostre horitzó i que s'anomenen almucantarat. L'animació següent mostra el moviment aparent dels astres de forma accelerada. Fixeu-vos en l'engraellat que formen els cercles verticals i els horitzontals. S'hi pot apreciar l'horitzó i el punt superior on conflueixen els cercles verticals és el zènit:

 

La coordenada que s'extén al llarg d'un cercle vertical s'anomena altitud o elevació i la coordenada que s'extén al llarg d'un almucantarat s'anomena azimut. Més concretament, l'altitud d'un objecte és l'angle entre l'horitzó i l'objecte, mentres que l'azimut és l'angle entre el pol Nord o el Sud (segons el conveni que es prengui) i el mateix objecte. En la figura següent es mostren l'azimut en verd (pres respecte el Nord) i l'altitud en vermell:

 

Si us fixeu en l'animació de més amunt, sembla que les estrelles es moguin en cercles al llarg del firmament. Aquest efecte, òbviament, és degut al moviment de rotació de la Terra. Els objectes surten per l'est i es mouen cap a l'oest. En aquest trànsit, quan l'objecte pren la seva posició més alta en el cel, es diu que culmina.

Fixeu-vos ara, de nou fent ús de l'animació, que hi ha una estrella en el firmament que roman fixa (està dins d'un cercle blanc en la part centre-esquerra de l'animació. Aquesta estrella és la Polar i, a la pràctica, sempre es troba fixa. La polar indica el que s'anomena pol celestial (no confondre amb els pols de la Terra). Si uníssim una línia imaginària entre nosaltres i la Polar, aquesta seria paral·lela a l'eix de la Terra: per això si viatgéssim cap a la Polar aniríem a parar al pol nord terrestre.

 

Un dels problemes del sistema horitzontal és que les coordenades d'un astre depenen de la posició de l'observador a la Terra. És a dir, que si ens trobem a Barcelona i volem comunicar a un amic que es troba a Alemanya que observi un objecte determinat, no només li hem de donar l'altitud i l'azimut, sinó que també la nostra latitud i longitud. D'aquesta manera, el nostre amic compensaria les coordenades horitzontals amb la informació de la nostra localització terrestre.

A continuació es mostra una fotografia curiosa que mostra el recorregut dels astres pel cel al llarg del temps. En aquest cas la fotografia es va fer a l'hemisferi sud (a Namíbia, sud-àfrica), de manera que el punt al voltant del qual giren els objectes no és la Polar sinó el punt oposat (pol celest del sud). Si ens trobéssim en un dels pols de la Terra (nord o sud) el pol celest el tindríem sobre els nostres caps (al zènit). Com que Namíbia es troba prop de l'equador (a uns 22º S) el pol celest es troba prop de l'horitzó.

Font: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap060915.html

 

El sistema equatorial

El sistema equatorial no és, inicialment, tan simple com l'horitzontal, ja que requereix aplicar una mica la imaginació. En l'apartat anterior hem comentat que un dels inconvenients del sistema hortizontal és el fet que les coordenades d'un objecte en el cel depenen de la localització de l'observador a la Terra. El sistema equatorial soluciona aquest problema, com veurem més endavant. En l'animació següent es reprodueix exactament el mateix cel que en l'animació de més amunt, però en aquest cas s'ha traçat les coordenades equatorials:

Fixeu-vos que amb aquest nou sistema de coordenades, les estrelles "viatgen" seguint els cercles concèntrics, el centre dels quals és l'estrella Polar. Aquests cercles s'anomenen cercles d'ascensió recta. Els cercles que surten de la Polar i que van cap al pol celest del sud s'anomenen cercles de declinació.

Les coordenades d'aquest sistema són, doncs, la declinació i l'ascensió recta. La declinació se simbolitza per la lletra δ o per les sigles DEC. D'altra banda, l'ascensió recta se simbolitza per la lletra grega α o per les sigles RA (de l'anglès Right Ascension). A continuació explicarem com es defineixen cadascuna d'aquestes coordenades.

 

El pla de referència que s'utilitza en el sistema equatorial és, com el seu nom indica, el pla equatorial. Aquest no és el mateix pla que fèiem servir en el sistema horitzontal (el pla que tenim sota els peus), sinó que es refereix al pla imaginari que travessa la Terra en dos hemisferis i que defineix l'equador. Es defineix la declinació com l'angle entre el pla equatorial i l'objecte a observar. Com que aquest pla és el mateix per a tots els observadors a la Terra, aquesta coordenada és independent de la localització sobre el planeta. Si l'objecte està per sobre del pla (hemisferi nord), la declinació és positiva; altrament, és negativa.

 

D'altra banda, tal i com hem comentat anteriorment, les estrelles semblen moure's en cercles al voltant de la Polar i fan una volta completa cada 24 hores (que coincideix, evidentment, amb el període de rotació de la Terra). Per definir la segona coordenada, necessitem fixar un altre punt de referència vàlid per a tots els observadors de la Terra. Aquest punt es troba en la constel·lació d'Àries i es denota amb el seu símbol zodiacal, , i també se'l coneix amb el nom d'equinocci vernal. Aquest punt es va movent pel cel juntament amb les altres estrelles, de manera que aquestes es troben estàtiques respecte el punt, sigui quin sigui el lloc on es trobi l'observador. L'ascensió recta es defineix com l'angle entre i l'objecte, mesurat al llarg de l'equador i en sentit contrari a les agulles del rellotge.

Com que l'ascensió recta i la declinació són independents de la posició de l'observador i dels moviments de la Terra, es poden utilitzar per el·laborar catàlegs i mapes d'objectes astronòmics.

Les unitats utilitzades per mesurar la declinació són els graus, minuts i segons d'arc. D'altra banda, com que el punt d'equinocci vernal es mou pel cel al llarg del temps, l'ascensió recta pren unitats temporals (hores, minuts i segons) i va de 0 a 24 h. Com que 24 hores és el que triga el punt en donar una volta al cel (360 graus), implica que el punt es mou 15 graus cada hora.