حاسبة موضع الأجرام السماوية: الارتفاع والسمت

تحسب هذه الحاسبة الموضع الذي يظهر فيه جرم سماوي في السماء من مكان محدد وفي لحظة محددة. وتعرض رقمين: الارتفاع، وهو الزاوية فوق الأفق، والسمت، وهو اتجاه البوصلة المقاس من الشمال.

الارتفاع والسمت

يُقاس الارتفاع بالدرجات انطلاقًا من الأفق. وهو 0° عند الأفق، ويبلغ 90° مباشرةً فوق الرأس، عند النقطة المسماة سمت الرأس. ويعني الارتفاع السالب أن الجرم يقع تحت الأفق ولا يمكن رؤيته.

يُقاس السمت بالدرجات في اتجاه عقارب الساعة انطلاقًا من الشمال. فالشمال هو 0°، والشرق 90°، والجنوب 180°، والغرب 270°. وتشير الزاويتان معًا إلى موضع واحد في السماء، مثلما يشير عنوان شارع إلى مبنى واحد.

يُسمى هذا الزوج نظام الإحداثيات الأفقية. وهو يعتمد على موضع وقوف الراصد وعلى الوقت، لأن الأرض تدور.

كيفية إجراء الحساب

1. يُحوَّل التاريخ والوقت إلى اليوم اليولياني، وهو عدّ متتابع للأيام يُستخدم في علم الفلك.
2. يُحسب المطلع المستقيم للجرم وميله. وهما إحداثيات ثابتة على السماء، مثل خط الطول وخط العرض المسقطين إلى الخارج على الكرة السماوية.
3. يُحسب الزمن النجمي لغرينتش ويُدمج مع خط طول الراصد لإعطاء الزمن النجمي المحلي.
4. زاوية الساعة هي الزمن النجمي المحلي ناقص المطلع المستقيم. وهي تُبيّن بُعد الجرم عن دائرة الزوال لدى الراصد.
5. ينتج الارتفاع والسمت من زاوية الساعة والميل وخط عرض الراصد:

$\sin a = \sin\varphi \sin\delta + \cos\varphi \cos\delta \cos H$

حيث إن a هو الارتفاع، وφ خط عرض الراصد، وδ ميل الجرم، وH زاوية الساعة.

مصدر المواضع

تحتاج الأجرام المختلفة إلى نماذج مختلفة.

• تستخدم الشمس النظرية الشمسية منخفضة الدقة الواردة في مؤلفات ميوس، الفصل 25، بدقة تبلغ نحو 0.01°.
• يستخدم القمر أكبر الحدود الدورية في النظرية القمرية الواردة في مؤلفات ميوس، الفصل 47، بدقة تبلغ نحو 0.05°.
• تستخدم الكواكب العناصر الكبلرية التي نشرتها JPL لحساب المواضع التقريبية للكواكب الرئيسية. وهي صالحة من 1800 إلى 2050، ودقتها بضعة دقائق قوسية.
• تُستخدم للنجوم مواضع الفهرس الخاصة بالعصر J2000.0، بعد تصحيحها بالحركة السابقة إلى تاريخ الحساب.

الانكسار

يغيّر الهواء مسار الضوء، لذلك يبدو الجرم المنخفض في السماء أعلى مما هو عليه هندسيًا. ويبلغ التأثير نحو 0.5° عند الأفق، وينخفض سريعًا مع الارتفاع إلى نحو 0.03° عند 45°. تعرض الحاسبة الارتفاع الهندسي والارتفاع بعد إضافة تأثير الانكسار.

مثال محلول

من المرصد الملكي في غرينتش، عند خط عرض 51.4778° شمالًا وخط طول 0.0015° غربًا، في 21 يونيو 2024 عند 12:00 بالتوقيت العالمي المنسق، تكون الشمس على ارتفاع نحو 62° فوق الأفق وقريبة جدًا من الجنوب تمامًا. وهذا قريب من أعلى ارتفاع تبلغه الشمس من خط العرض هذا، لأن الانقلاب الصيفي في يونيو هو الوقت الذي يبلغ فيه ميل الشمس أقصى قيمة شمالية له، بنحو +23.44°.

الأسئلة الشائعة

ما الفرق بين الارتفاع والميل؟

الميل ثابت بالنسبة إلى السماء ولا يعتمد على الراصد. أما الارتفاع فيعتمد على موضع الراصد وعلى وقت اليوم، لأن دوران الأرض ينقل السماء أمامه.

لماذا يُطلب الوقت بالتوقيت العالمي المنسق؟

يزيل التوقيت العالمي المنسق أي التباس ناتج عن المناطق الزمنية والتوقيت الصيفي. حوّل وقت الساعة المحلي إلى التوقيت العالمي المنسق قبل إدخاله.

لماذا يمكن أن يكون النجم تحت الأفق طوال اليوم؟

النجم الذي يكون ميله بعيدًا عن نصف الكرة الذي يوجد فيه الراصد لا يطلع فيه أبدًا. فكانوبس، الذي يبلغ ميله −52.7°، لا يظهر من خط عرض 60° شمالًا.

ما مدى دقة ذلك؟

تبلغ دقة مواضع الشمس والنجوم جزءًا صغيرًا من الدرجة، ودقة القمر نحو 0.05°، والكواكب بضعة دقائق قوسية ضمن الفترة من 1800 إلى 2050. وهذه دقة أعلى بكثير مما تستطيع العين تقديره، وكافية لتوجيه تلسكوب ذي مجال رؤية واسع.

لماذا يكون ارتفاع نجم القطب قريبًا من خط عرضي؟

يقع نجم القطب قريبًا جدًا من القطب السماوي الشمالي، ويساوي ارتفاع القطب خط عرض الراصد. وقد مكّنت هذه العلاقة البحارة من تحديد خطوط العرض لقرون.