Υπολογιστής θέσης ουράνιων σωμάτων: ύψος και αζιμούθιο

Αυτός ο υπολογιστής βρίσκει πού εμφανίζεται ένα ουράνιο σώμα στον ουρανό, από ένα δεδομένο σημείο και σε μια δεδομένη στιγμή. Δίνει δύο τιμές: το ύψος, τη γωνία πάνω από τον ορίζοντα, και το αζιμούθιο, την κατεύθυνση της πυξίδας μετρημένη από τον βορρά.

Ύψος και αζιμούθιο

Το ύψος μετριέται σε μοίρες από τον ορίζοντα. Είναι 0° στον ορίζοντα και 90° ακριβώς από πάνω, στο σημείο που ονομάζεται ζενίθ. Αρνητικό ύψος σημαίνει ότι το σώμα βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα και δεν μπορεί να φανεί.

Το αζιμούθιο μετριέται σε μοίρες δεξιόστροφα από τον βορρά. Ο βορράς είναι 0°, η ανατολή 90°, ο νότος 180° και η δύση 270°. Μαζί, οι δύο γωνίες δείχνουν ένα συγκεκριμένο σημείο στον ουρανό, όπως μια διεύθυνση δείχνει ένα συγκεκριμένο κτίριο.

Αυτό το ζεύγος ονομάζεται οριζόντιο σύστημα συντεταγμένων. Εξαρτάται από το πού στέκεται ο παρατηρητής και από την ώρα, επειδή η Γη περιστρέφεται.

Πώς λειτουργεί ο υπολογισμός

1. Η ημερομηνία και η ώρα μετατρέπονται σε Ιουλιανή ημέρα, μια συνεχή καταμέτρηση ημερών που χρησιμοποιείται στην αστρονομία.
2. Υπολογίζονται η ορθή αναφορά και η απόκλιση του σώματος. Πρόκειται για σταθερές συντεταγμένες στον ουρανό, όπως το γεωγραφικό μήκος και πλάτος προβαλλόμενα προς τα έξω στην ουράνια σφαίρα.
3. Υπολογίζεται ο αστρικός χρόνος του Γκρίνουιτς και συνδυάζεται με το γεωγραφικό μήκος του παρατηρητή, ώστε να προκύψει ο τοπικός αστρικός χρόνος.
4. Η ωριαία γωνία είναι ο τοπικός αστρικός χρόνος μείον την ορθή αναφορά. Δείχνει πόσο μακριά είναι το σώμα από τον μεσημβρινό του παρατηρητή.
5. Το ύψος και το αζιμούθιο προκύπτουν από την ωριαία γωνία, την απόκλιση και το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή:

sin(ύψος) = sin(γεωγραφικό πλάτος) × sin(απόκλιση) + cos(γεωγραφικό πλάτος) × cos(απόκλιση) × cos(ωριαία γωνία)

Από πού προέρχονται οι θέσεις

Διαφορετικά σώματα χρειάζονται διαφορετικά μοντέλα.

• Ο Ήλιος χρησιμοποιεί την ηλιακή θεωρία χαμηλής ακρίβειας του Meeus, κεφάλαιο 25, με ακρίβεια περίπου 0.01°.
• Η Σελήνη χρησιμοποιεί τους μεγαλύτερους περιοδικούς όρους της σεληνιακής θεωρίας του Meeus, κεφάλαιο 47, με ακρίβεια περίπου 0.05°.
• Οι πλανήτες χρησιμοποιούν τα κεπλέρεια στοιχεία που δημοσιεύει το JPL για προσεγγιστικές θέσεις των μεγάλων πλανητών. Ισχύουν από το 1800 έως το 2050 και έχουν ακρίβεια λίγων πρώτων λεπτών τόξου.
• Τα άστρα χρησιμοποιούν θέσεις καταλόγου για την εποχή J2000.0, μεταπτωμένες στην ημερομηνία του υπολογισμού.

Διάθλαση

Ο αέρας κάμπτει το φως, έτσι ένα σώμα χαμηλά στον ουρανό φαίνεται ψηλότερα από ό,τι είναι γεωμετρικά. Το φαινόμενο είναι περίπου 0.5° στον ορίζοντα και μειώνεται γρήγορα με το ύψος, σε περίπου 0.03° στις 45°. Ο υπολογιστής δείχνει το γεωμετρικό ύψος και το ύψος αφού προστεθεί η διάθλαση.

Παράδειγμα

Από το Βασιλικό Αστεροσκοπείο του Γκρίνουιτς, σε γεωγραφικό πλάτος 51.4778° βόρεια και γεωγραφικό μήκος 0.0015° δυτικά, στις 21 Ιουνίου 2024 στις 12:00 UTC, ο Ήλιος βρίσκεται περίπου 62° πάνω από τον ορίζοντα και σχεδόν ακριβώς προς νότο. Αυτό είναι κοντά στο ψηλότερο σημείο που φτάνει ποτέ ο Ήλιος από αυτό το γεωγραφικό πλάτος, επειδή κατά το θερινό ηλιοστάσιο η απόκλιση του Ήλιου βρίσκεται στο πιο βόρειο σημείο της, περίπου +23.44°.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ύψους και απόκλισης;

Η απόκλιση είναι σταθερή ως προς τον ουρανό και δεν εξαρτάται από τον παρατηρητή. Το ύψος εξαρτάται από το πού στέκεται ο παρατηρητής και από την ώρα της ημέρας, επειδή η περιστροφή της Γης μετακινεί τον ουρανό.

Γιατί ζητείται η ώρα σε UTC;

Το UTC αίρει κάθε ασάφεια από τις ζώνες ώρας και τη θερινή ώρα. Μετατρέψτε την τοπική ώρα σε UTC πριν την εισαγάγετε.

Γιατί ένα άστρο μπορεί να είναι κάτω από τον ορίζοντα όλη μέρα;

Ένα άστρο με απόκλιση μακριά από το ημισφαίριο του παρατηρητή δεν ανατέλλει ποτέ εκεί. Ο Κάνωπος, με απόκλιση −52.7°, δεν εμφανίζεται ποτέ από τα 60° βόρεια.

Πόσο ακριβές είναι αυτό;

Ο Ήλιος και τα άστρα είναι ακριβή σε ένα μικρό κλάσμα της μοίρας, η Σελήνη περίπου στα 0.05°, και οι πλανήτες σε λίγα πρώτα λεπτά τόξου εντός του διαστήματος 1800 έως 2050. Αυτό είναι πολύ πιο λεπτομερές από ό,τι μπορεί να διακρίνει το μάτι, και αρκετά ακριβές για να στοχεύσει ένα τηλεσκόπιο με ευρύ οπτικό πεδίο.

Γιατί ο Πολικός Αστέρας βρίσκεται σε ύψος κοντά στο γεωγραφικό μου πλάτος;

Ο Πολικός Αστέρας βρίσκεται πολύ κοντά στον βόρειο ουράνιο πόλο, και το ύψος του πόλου ισούται με το γεωγραφικό πλάτος του παρατηρητή. Αυτή η σχέση βοήθησε τους ναυτικούς να βρίσκουν το γεωγραφικό τους πλάτος επί αιώνες.