ఖగోళ స్థాన గణన యంత్రం: ఎత్తు కోణం మరియు దిక్కోణం

ఈ గణన యంత్రం ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశం నుండి, నిర్దిష్ట సమయంలో ఒక ఖగోళ వస్తువు ఆకాశంలో ఎక్కడ కనిపిస్తుందో లెక్కిస్తుంది. ఇది రెండు సంఖ్యలను చూపిస్తుంది: ఎత్తు కోణం, అంటే క్షితిజం నుండి పైకి ఉన్న కోణం, మరియు దిక్కోణం, అంటే ఉత్తరం నుండి కొలిచిన దిక్సూచి దిశ.

ఎత్తు కోణం మరియు దిక్కోణం

ఎత్తు కోణాన్ని క్షితిజం నుండి డిగ్రీలలో కొలుస్తారు. ఇది క్షితిజం వద్ద 0° గాను, నేరుగా తలపైన ఉండే బిందువు వద్ద, అంటే శిరోబిందువు వద్ద 90° గాను ఉంటుంది. రుణాత్మక ఎత్తు కోణం అంటే వస్తువు క్షితిజానికి దిగువన ఉందని, అది కనిపించదని అర్థం.

దిక్కోణాన్ని ఉత్తరం నుండి సవ్యదిశలో డిగ్రీలలో కొలుస్తారు. ఉత్తరం 0°, తూర్పు 90°, దక్షిణం 180°, పడమర 270°. ఈ రెండు కోణాలు కలిసి ఆకాశంలో ఒక నిర్దిష్ట బిందువును సూచిస్తాయి, ఒక వీధి చిరునామా ఒక నిర్దిష్ట భవనాన్ని సూచించినట్లుగా.

ఈ జతను క్షితిజ నిర్దేశాంక వ్యవస్థ అంటారు. ఇది పరిశీలకుడు ఎక్కడ నిలబడి ఉన్నాడనే దానిపైనా, సమయంపైనా ఆధారపడి ఉంటుంది, ఎందుకంటే భూమి తిరుగుతూ ఉంటుంది.

గణన ఎలా పనిచేస్తుంది

1. తేదీ మరియు సమయాన్ని జూలియన్ దినంగా మారుస్తారు, ఇది ఖగోళ శాస్త్రంలో ఉపయోగించే రోజుల నిరంతర లెక్క.
2. వస్తువు యొక్క రైట్ అసెన్షన్ మరియు క్రాంతిని లెక్కిస్తారు. ఇవి ఆకాశంపై స్థిరమైన నిర్దేశాంకాలు, ఖగోళ గోళంపైకి ప్రొజెక్ట్ చేయబడిన రేఖాంశం మరియు అక్షాంశం వంటివి.
3. గ్రీన్‌విచ్ నక్షత్ర కాలాన్ని లెక్కించి, పరిశీలకుడి రేఖాంశంతో కలిపి స్థానిక నక్షత్ర కాలాన్ని పొందుతారు.
4. గంటల కోణం అంటే స్థానిక నక్షత్ర కాలం నుండి రైట్ అసెన్షన్‌ను తీసివేయగా వచ్చే విలువ. ఇది వస్తువు పరిశీలకుడి మెరిడియన్ నుండి ఎంత దూరంలో ఉందో తెలియజేస్తుంది.
5. ఎత్తు కోణం మరియు దిక్కోణం గంటల కోణం, క్రాంతి, మరియు పరిశీలకుడి అక్షాంశం నుండి ఈ విధంగా వస్తాయి:

sin(ఎత్తు కోణం) = sin(అక్షాంశం) × sin(క్రాంతి) + cos(అక్షాంశం) × cos(క్రాంతి) × cos(గంటల కోణం)

స్థానాలు ఎక్కడి నుండి వస్తాయి

వేర్వేరు వస్తువులకు వేర్వేరు నమూనాలు అవసరం.

• సూర్యుడికి మీయస్ (Meeus) రచించిన గ్రంథంలోని 25వ అధ్యాయంలో ఉన్న తక్కువ-ఖచ్చితత్వ సౌర సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగిస్తారు, ఇది సుమారు 0.01° వరకు కచ్చితమైనది.
• చంద్రుడికి మీయస్ రచించిన గ్రంథంలోని 47వ అధ్యాయంలో ఉన్న చాంద్ర సిద్ధాంతంలోని అతిపెద్ద ఆవర్తన పదాలను ఉపయోగిస్తారు, ఇది సుమారు 0.05° వరకు కచ్చితమైనది.
• గ్రహాలకు JPL ప్రచురించిన కెప్లేరియన్ మూలకాలను ఉపయోగించి ప్రధాన గ్రహాల సుమారు స్థానాలను లెక్కిస్తారు. ఇవి 1800 నుండి 2050 వరకు చెల్లుబాటు అవుతాయి, కొన్ని చాప నిమిషాల వరకు కచ్చితమైనవి.
• నక్షత్రాలకు J2000.0 యుగం కోసం ఇచ్చిన కేటలాగ్ స్థానాలను ఉపయోగించి, గణన తేదీకి పూర్వాయనం చేస్తారు.

వక్రీభవనం

గాలి కాంతిని వంచుతుంది, కాబట్టి ఆకాశంలో తక్కువ ఎత్తులో ఉన్న వస్తువు నిజంగా ఉన్న దానికంటే ఎత్తుగా కనిపిస్తుంది. క్షితిజం వద్ద ఈ ప్రభావం సుమారు 0.5° ఉండి, ఎత్తు పెరిగే కొద్దీ వేగంగా తగ్గుతుంది, 45° వద్ద సుమారు 0.03°కి చేరుకుంటుంది. ఈ గణన యంత్రం జ్యామితీయ ఎత్తు కోణాన్ని, వక్రీభవనం కలిపిన తర్వాత వచ్చే ఎత్తు కోణాన్ని రెండింటినీ చూపిస్తుంది.

ఉదాహరణ

గ్రీన్‌విచ్‌లోని రాయల్ అబ్జర్వేటరీ నుండి, అక్షాంశం 51.4778° ఉత్తరం మరియు రేఖాంశం 0.0015° పడమర వద్ద, జూన్ 21, 2024న 12:00 UTC సమయంలో, సూర్యుడు క్షితిజం పైన సుమారు 62° ఎత్తులో, దాదాపు నేరుగా దక్షిణంలో ఉంటాడు. ఆ అక్షాంశం నుండి సూర్యుడు చేరుకోగల అత్యధిక ఎత్తుకు ఇది దగ్గరగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే జూన్ అయనం సమయంలో సూర్యుడి క్రాంతి తన అత్యధిక ఉత్తర విలువ వద్ద, సుమారు +23.44° వద్ద ఉంటుంది.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

ఎత్తు కోణానికి మరియు క్రాంతికి మధ్య తేడా ఏమిటి?

క్రాంతి ఆకాశానికి స్థిరంగా ఉంటుంది, పరిశీలకుడిపై ఆధారపడదు. ఎత్తు కోణం పరిశీలకుడు ఎక్కడ నిలబడి ఉన్నాడనే దానిపైనా, రోజులోని సమయంపైనా ఆధారపడుతుంది, ఎందుకంటే భూమి తిరగడం ఆకాశాన్ని కదిలిస్తుంది.

సమయాన్ని UTCలో ఎందుకు అడుగుతారు?

UTC సమయ మండలాలు మరియు పగటి వెలుతురు ఆదా సమయం వల్ల వచ్చే గందరగోళాన్ని తొలగిస్తుంది. నమోదు చేయడానికి ముందు స్థానిక గడియార సమయాన్ని UTCకి మార్చండి.

ఒక నక్షత్రం రోజంతా క్షితిజానికి దిగువన ఎందుకు ఉండగలదు?

పరిశీలకుడి అర్ధగోళానికి దూరమైన క్రాంతి కలిగిన నక్షత్రం అక్కడ ఎప్పుడూ ఉదయించదు. కానోపస్, క్రాంతి −52.7° వద్ద, 60° ఉత్తరం నుండి ఎప్పుడూ కనిపించదు.

ఇది ఎంత కచ్చితమైనది?

సూర్యుడు మరియు నక్షత్రాలు ఒక డిగ్రీలో చిన్న భాగం వరకు కచ్చితమైనవి, చంద్రుడు సుమారు 0.05° వరకు, గ్రహాలు 1800 నుండి 2050 మధ్య కొన్ని చాప నిమిషాల వరకు కచ్చితమైనవి. ఇది కంటికి తెలుసుకోగలిగే దానికంటే చాలా ఎక్కువ సూక్ష్మమైనది, విశాల క్షేత్రం కలిగిన టెలిస్కోప్‌ను గురిపెట్టడానికి సరిపోతుంది.

ధ్రువ నక్షత్రం నా అక్షాంశానికి దగ్గరి ఎత్తు కోణంలో ఎందుకు ఉంటుంది?

ధ్రువ నక్షత్రం ఉత్తర ఖగోళ ధ్రువానికి చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది, ఆ ధ్రువం యొక్క ఎత్తు కోణం పరిశీలకుడి అక్షాంశానికి సమానంగా ఉంటుంది. శతాబ్దాలుగా నావికులు తమ అక్షాంశాన్ని కనుగొనడానికి ఈ సంబంధాన్నే ఉపయోగించారు.