Kalkulator pozycji ciał niebieskich: wysokość i azymut
Oblicz wysokość i azymut Słońca, Księżyca, planet i jasnych gwiazd dla dowolnej lokalizacji, daty i godziny. Pokazuje rektascensję, deklinację i mapę nieba.
Kalkulator pozycji ciał niebieskich
Znajdź, gdzie na niebie znajduje się gwiazda, planeta, Słońce lub Księżyc, obserwowane z dowolnego miejsca na Ziemi o dowolnej dacie i godzinie. Wyniki podane są jako wysokość nad horyzontem i azymut mierzony od północy.
Stopnie dziesiętne. Szerokość geograficzna jest dodatnia na północ, długość geograficzna dodatnia na wschód.
Gdzie patrzeć
Metoda
Pozycje pochodzą ze standardowych algorytmów w Meeus, Astronomical Algorithms. Data przeliczana jest na dzień juliański 2460483.00000, co pozwala wyznaczyć rektascensję i deklinację ciała; długość geograficzna obserwatora oraz czas gwiazdowy pozwalają następnie obliczyć wysokość i azymut.
Dokumentacja
Ten kalkulator wyznacza, gdzie na niebie znajduje się ciało niebieskie, obserwowane z danego miejsca w danej chwili. Podaje dwie liczby: wysokość, czyli kąt nad horyzontem, oraz azymut, czyli kierunek kompasu mierzony od północy.
Wysokość i azymut
Wysokość mierzy się w stopniach od horyzontu. Wynosi 0° na horyzoncie i 90° dokładnie nad głową, w punkcie zwanym zenitem. Ujemna wysokość oznacza, że ciało znajduje się pod horyzontem i nie da się go zobaczyć.
Azymut mierzy się w stopniach, zgodnie z ruchem wskazówek zegara, od północy. Północ to 0°, wschód to 90°, południe to 180°, a zachód to 270°. Oba kąty razem wskazują jeden punkt na niebie, tak jak adres wskazuje jeden konkretny budynek.
Ta para wartości nazywana jest horyzontalnym układem współrzędnych. Zależy od miejsca obserwatora i od czasu, ponieważ Ziemia się obraca.
Jak działa obliczenie
- Data i godzina są przeliczane na dzień juliański, czyli ciągłą liczbę dni używaną w astronomii.
- Obliczana jest rektascensja i deklinacja ciała. To stałe współrzędne na niebie, podobne do długości i szerokości geograficznej rzutowanych na sferę niebieską.
- Obliczany jest czas gwiazdowy Greenwich, który łączy się z długością geograficzną obserwatora, dając lokalny czas gwiazdowy.
- Kąt godzinny to lokalny czas gwiazdowy minus rektascensja. Mówi on, jak daleko ciało znajduje się od południka obserwatora.
- Wysokość i azymut wynikają z kąta godzinnego, deklinacji i szerokości geograficznej obserwatora:
sin(altitude) = sin(latitude) × sin(declination) + cos(latitude) × cos(declination) × cos(hour angle)
Skąd biorą się pozycje
Różne ciała wymagają różnych modeli.
- Słońce korzysta z uproszczonej teorii ruchu Słońca z rozdziału 25 książki Meeusa, dokładnej do około 0.01°.
- Księżyc korzysta z największych wyrazów okresowych teorii ruchu Księżyca z rozdziału 47 książki Meeusa, dokładnej do około 0.05°.
- Planety korzystają z elementów keplerowskich publikowanych przez JPL do przybliżonego wyznaczania pozycji dużych planet. Są ważne w latach od 1800 do 2050 i dokładne do kilku minut łuku.
- Gwiazdy korzystają z pozycji katalogowych dla epoki J2000.0, przeliczonych z uwzględnieniem precesji na datę obliczenia.
Refrakcja
Powietrze ugina światło, więc ciało nisko nad horyzontem wygląda wyżej, niż wynika to z geometrii. Efekt wynosi około 0.5° przy horyzoncie i szybko maleje wraz z wysokością, do około 0.03° przy 45°. Kalkulator pokazuje wysokość geometryczną oraz wysokość po uwzględnieniu refrakcji.
Przykład
Z Obserwatorium Królewskiego w Greenwich, na szerokości geograficznej 51.4778° na północ i długości geograficznej 0.0015° na zachód, 21 czerwca 2024 o 12:00 UTC Słońce stoi około 62° nad horyzontem, niemal dokładnie na południu. To blisko najwyższego położenia, jakie Słońce osiąga z tej szerokości geograficznej, ponieważ przesilenie czerwcowe to moment, gdy deklinacja Słońca jest najbardziej wysunięta na północ, około +23.44°.
Najczęściej zadawane pytania
Jaka jest różnica między wysokością a deklinacją?
Deklinacja jest stałą wartością związaną z niebem i nie zależy od obserwatora. Wysokość zależy od miejsca obserwatora i pory dnia, ponieważ obrót Ziemi przesuwa niebo.
Dlaczego czas podaje się w UTC?
UTC usuwa wszelkie niejasności wynikające ze stref czasowych i czasu letniego. Przed wpisaniem czasu lokalnego przelicz go na UTC.
Dlaczego gwiazda może być pod horyzontem przez cały dzień?
Gwiazda o deklinacji dalekiej od półkuli obserwatora nigdy tam nie wschodzi. Kanopus, o deklinacji −52.7°, nigdy nie pojawia się na szerokości 60° na północ.
Jak dokładne są te obliczenia?
Słońce i gwiazdy są dokładne do ułamka stopnia, Księżyc do około 0.05°, a planety do kilku minut łuku w latach od 1800 do 2050. To znacznie dokładniej, niż potrafi ocenić oko, i wystarczająco dokładnie, by wycelować teleskop o szerokim polu widzenia.
Dlaczego Gwiazda Polarna znajduje się na wysokości bliskiej mojej szerokości geograficznej?
Gwiazda Polarna leży bardzo blisko północnego bieguna niebieskiego, a wysokość tego bieguna jest równa szerokości geograficznej obserwatora. Ta zależność przez wieki pozwalała żeglarzom wyznaczać swoją szerokość geograficzną.