Astronomik koordinat sistemleri - Astronomical coordinate systems
Astronomik koordinat sistemleri , uyduların , gezegenlerin , yıldızların , galaksilerin ve diğer gök cisimlerinin konumlarını, yerleşik bir gözlemci için mevcut olan fiziksel referans noktalarına göre belirlemek için düzenlenmiş düzenlemelerdir (örneğin , Dünya yüzeyinde bulunan bir gözlemcinin gerçek ufuk ve kuzey ana yönü ) . Sistemler Koordinat içinde astronomi bir nesnenin konumunu belirtebilirsiniz üç boyutlu uzayda veya çizmek bir düzeyde sırf onun yönünü gökküresi nesnenin uzaklığı bilinmeyen veya önemsiz ise,.
Gök küresine yansıtılan küresel koordinatlar , Dünya yüzeyinde kullanılan coğrafi koordinat sistemine benzer . Bunlar , gök küresini büyük bir daire boyunca iki eşit yarım küreye bölen temel düzlem seçimlerinde farklılık gösterir . Uygun birimlerdeki dikdörtgen koordinatlar , aynı temel ( x, y ) düzleme ve bir dönme ekseni gibi birincil ( x ekseni) yöne sahiptir . Her koordinat sistemi, temel düzlem seçimine göre adlandırılır.
Koordinat sistemleri
Aşağıdaki tablo, astronomi topluluğu tarafından kullanılan ortak koordinat sistemlerini listeler. Temel düzlem böler gök küre iki eşit içine hemisfer ve benzer enine koordinatları için taban çizgisi tanımlayan ekvator olarak coğrafi koordinat sistemi . Kutuplar, temel düzlemden ±90°'de bulunur. Birincil yön, boylamsal koordinatların başlangıç noktasıdır. Göksel kürenin tanımı, merkez noktasının tanımı konusunda belirsiz olsa da, orijin sıfır mesafe noktasıdır, "gök küresinin merkezidir" .
Koordinat sistemi | Merkez noktası (köken) |
Temel düzlem (0° enlem) |
Polonyalılar | koordinatlar | Birincil yön (0° boylam) |
|
---|---|---|---|---|---|---|
Enlem | Boylam | |||||
Yatay ( alt - az veya el -az olarak da adlandırılır ) | Gözlemci | Ufuk | Zenit , en düşük | Rakım ( a ) veya yükseklik | Azimut ( A ) | Ufukta kuzey veya güney noktası |
ekvator | Dünyanın Merkezi (yer merkezli) veya Güneş (güneş merkezli) | Göksel ekvator | gök kutupları | Sapma ( δ ) |
Sağa yükseliş ( α ) veya saat açısı ( h ) |
Mart ekinoksu |
ekliptik | ekliptik | ekliptik kutuplar | Ekliptik enlem ( β ) | Ekliptik boylam ( λ ) | ||
Galaktik | Güneşin Merkezi | galaktik uçak | Galaktik kutuplar | Galaktik enlem ( b ) | Galaktik boylam ( l ) | Galaktik Merkez |
süpergalaktik | süpergalaktik uçak | süpergalaktik kutuplar | Süpergalaktik enlem ( SGB ) | Süpergalaktik boylam ( SGL ) | Süpergalaktik düzlem ve galaktik düzlemin kesişimi |
yatay sistem
Yatay veya irtifa-azimut , sistem yeryüzündeki gözlemci konumunda bir kez başına kendi ekseni etrafında döndürülür böylece dayanmaktadır yıldız güne yıldızı arka ilişkili olarak (23 saat, 56 dakika ve 4,091 saniye). Göksel bir nesnenin yatay sistem tarafından konumlandırılması zamanla değişir, ancak Dünya'daki gözlemciler için nesneleri bulmak ve izlemek için kullanışlı bir koordinat sistemidir. Bir gözlemcinin ideal ufkuna göre yıldızların konumuna dayanır.
ekvator sistemi
Ekvator koordinat sistemi Dünya'nın merkezine göre, ancak gök kutupları ve göreli sabittir Mart gündönümü . Koordinatlar, sonsuz bir mesafeye yansıtılmışsa, Dünya'nın ekvatoruna göre yıldızların konumuna dayanır. Ekvator, gökyüzünü Güneş Sistemi'nden görüldüğü gibi tanımlar ve modern yıldız haritaları neredeyse yalnızca ekvator koordinatlarını kullanır.
Ekvator sistem o gece boyunca gökyüzünde hareketini izler monte Ekvator bir sahip en profesyonel ve çok sayıda amatör gökbilimciler normal koordinat sistemidir. Gök cisimleri, teleskopun veya diğer aletin ölçeklerini, gözlemlenecek seçilen nesnenin ekvator koordinatlarıyla eşleşecek şekilde ayarlayarak bulunur.
Popüler kutup ve ekvator seçenekleri, eski B1950 ve modern J2000 sistemleridir, ancak bir kutup ve ekvator "tarihi" de kullanılabilir; veya uzay aracı yapılır. Ayrıca, nütasyonun ortalamasını alan veya yok sayan "tarih ortalaması" koordinatları ve nütasyonu içeren "tarihin doğruluğu " alt bölümleri de vardır .
ekliptik sistem
Temel düzlem, ekliptik düzlem olarak adlandırılan Dünya yörüngesinin düzlemidir. Ekliptik koordinat sisteminin iki temel çeşidi vardır: Dünya merkezli yer merkezli ekliptik koordinatlar ve Güneş Sisteminin kütle merkezi merkezli güneş merkezli ekliptik koordinatlar.
Yermerkezli ekliptik sistem, antik astronomi için temel koordinat sistemiydi ve Güneş, Ay ve gezegenlerin görünür hareketlerini hesaplamak için hala kullanışlıdır.
Güneş merkezli ekliptik sistem, gezegenlerin Güneş etrafındaki yörünge hareketini tanımlar ve Güneş Sisteminin ağırlık merkezini (yani Güneş'in merkezine çok yakın) merkezler. Sistem öncelikle gezegenlerin ve diğer Güneş Sistemi gövdelerinin konumlarını hesaplamak ve yörünge öğelerini tanımlamak için kullanılır .
galaktik sistem
Galaktik koordinat sistemi, temel düzlemi olarak galaksimizin yaklaşık düzlemini kullanır. Güneş Sistemi hala koordinat sisteminin merkezidir ve sıfır noktası galaktik merkeze doğru yön olarak tanımlanır. Galaktik enlem, galaktik düzlemin üzerindeki yüksekliğe benzer ve galaktik boylam, galaksinin merkezine göre yönü belirler.
süpergalaktik sistem
Süpergalaktik koordinat sistemi, Dünya'dan bakıldığında gökyüzünde ortalamadan daha fazla sayıda yerel gökada içeren temel bir düzleme karşılık gelir.
Koordinatları dönüştürme
Çeşitli koordinat sistemleri arasındaki dönüşümler verilmiştir. Bu denklemleri kullanmadan önce notlara bakın .
gösterim
- yatay koordinatlar
- ekvator koordinatları
- α , sağ yükseliş
- δ , sapma
- ω , saat açısı
- ekliptik koordinatlar
- λ , ekliptik boylam
- β , ekliptik enlem
- galaktik koordinatlar
- l , galaktik boylam
- b , galaktik enlem
- Çeşitli
- λ o , gözlemcinin boylamı
- ϕ o , gözlemcinin enlemi
- ε , ekliptiğin eğikliği (yaklaşık 23.4°)
- θ L , yerel yıldız zamanı
- θ G , Greenwich yıldız zamanı
Saat açısı ↔ sağa yükseliş
ekvator ↔ ekliptik
Boyuna koordinat için küresel trigonometriden türetilen klasik denklemler bir parantezin sağında sunulur; sadece birinci denklemi ikinciye bölmek, solda görülen uygun teğet denklemi verir. Dönme matrisi eşdeğeri her bir durumun altında verilmiştir. Bu bölünme belirsizdir çünkü tan 180° ( π ) periyoduna sahipken cos ve sin 360° (2 π ) periyoda sahiptir .
Ekvator ↔ yatay
Azimutun ( A ) güney noktasından ölçüldüğünü ve batıya doğru pozitif döndüğünü unutmayın. Tepe mesafe boyunca açısal mesafe büyük bir daire ile ilgili doruk noktasına bir gök nesneye, basitçe tamamlayıcı açı yükseklik: 90 ° - a .
Çözümünde kahve renkli ( A ) denklemi A , bir karışıklığı önlemek için amacıyla, arktanjant kullanımını iki parametreli arktanjant , gösterilen arctan ( x , y ) , tavsiye edilir. İki argümanlı arktanjant, aşağıdakilerin arktanjantını hesaplar. y/x, ve hesaplanmakta olduğu çeyreği açıklar. Böylece, güneyden ölçülen ve batıya pozitif açılan azimut kuralına uygun olarak,
- ,
nerede
- .
Yukarıdaki formül A için negatif bir değer üretiyorsa , basitçe 360° eklenerek pozitif hale getirilebilir.
Yine, çözmede tan ( h ) için denklem saat , kadran hesapları iki parametreli arktanjant kullanılması tavsiye edilir. Böylece, yine güneyden ölçülen ve batıya pozitif açılan azimut kuralına uygun olarak,
- ,
nerede
Ekvator ↔ galaktik
Bu denklemler ekvator koordinatlarını Galaktik koordinatlara dönüştürmek içindir.
Kuzey Galaktik Kutbu'nun ekvator koordinatlarıdır ve Kuzey Göksel Kutbu'nun Galaktik boylamıdır. J2000.0'a atıfta bulunulan bu miktarların değerleri:
Ekvatoral koordinatları başka atıfta bulunulması durumunda gündönümü , bunlar olmalı precessed bu formülleri uygulanmadan önce J2000.0 onların yerine.
Bu denklemler, B2000.0'a atıfta bulunulan ekvator koordinatlarına dönüştürülür .
Dönüşümle ilgili notlar
- Altmışlık ölçünün derece ( ° ), dakika ( ′ ) ve saniye ( ″ ) cinsinden açılar, hesaplamalar yapılmadan önce ondalık sayıya dönüştürülmelidir. Ondalık derecelere mi yoksa radyana mı dönüştürülecekleri , belirli hesaplama makinesine veya programa bağlıdır. Negatif açılar dikkatle ele alınmalıdır; –10° 20′ 30″ −10° −20′ −30″ olarak dönüştürülmelidir .
- Zaman ölçüsünün saat ( h ), dakika ( m ) ve saniye ( s ) cinsinden açılar, hesaplamalar yapılmadan önce ondalık derece veya radyana dönüştürülmelidir . 1 saat = 15°; 1 m = 15′; 1 sn = 15″
- Özel hesaplama makinesine veya programına bağlı olarak 360°'den (2 π ) büyük veya 0°'den küçük açıların 0°−360° (0–2 π ) aralığına düşürülmesi gerekebilir .
- Enlem -90° ile +90° arasında değiştiğinden, bir enlemin kosinüsü (eğim, ekliptik ve Galaktik enlem ve yükseklik) tanım gereği asla negatif değildir.
- Ters trigonometrik fonksiyonlar arksinüs, arkkosinüs ve arktanjant kadran belirsizdir ve sonuçlar dikkatle değerlendirilmelidir. Kullanımı ikinci arktanjant fonksiyonu olarak işlem olarak ifade edilir: ( atn2 ( y , x ) ya da atan2 ( y , x ) bir ark tanjantı hesaplary/xboylam/sağ yükseliş/azimut hesaplanırken sağ kadranı belirlemek için her iki argümanın işaretinin kullanılması önerilir. Enlem/sapma/rakım hesaplanırken sinüsü ve ardından arksin işlevini bulan bir denklem önerilir.
- Azimut ( A ) burada ufkun güney noktasına , yaygın astronomik hesaplamaya atıfta bulunur . Bu kullanımla gözlemcinin güneyindeki meridyen üzerindeki bir nesne A = h = 0°'ye sahiptir. Ancak, n Astropy 'ın ALTAZ, içinde Büyük Binoküler Teleskobu içinde, dosya kuralını FITS XEphem içinde, İAÜ kütüphane Temel Astronomi Standartları ve Bölüm B Astronomik Almanak örneğin azimut Kuzeyin Doğu olduğunu. Gelen navigasyon ve diğer bazı disiplinler, azimut kuzeyden düşündüm edilir.
- Yükseklik denklemleri ( a ) atmosferik kırılmayı hesaba katmaz .
- Yatay koordinatlar için denklemler, günlük paralaksı , yani gözlemcinin Dünya yüzeyindeki konumunun neden olduğu bir gök cismi konumundaki küçük kaymayı hesaba katmaz . Bu etki Ay için önemlidir , gezegenler için daha az , yıldızlar veya daha uzak nesneler için bir dakika .
- Burada gözlemcinin boylamı ( λ o ) ana meridyenden pozitif olarak batıya doğru ölçülür ; bu, mevcut IAU standartlarına aykırıdır .
Ayrıca bakınız
- görünen boylam
- Azimut – Bir referans düzlemi ile bir nokta arasındaki açı
- Barycentric göksel referans sistemi
- Göksel küre - Gözlemci ile eşmerkezli, keyfi olarak büyük yarıçaplı hayali küre
- Uluslararası Göksel Referans Sistemi ve Çerçevesi – Mevcut standart göksel referans sistemi ve çerçevesi
- Yörünge elemanları – Belirli bir yörüngeyi benzersiz şekilde tanımlayan parametreler
- Gezegen koordinat sistemi – Gök koordinat sistemi
- karasal referans çerçevesi
Notlar
Referanslar
Dış bağlantılar
- NOVAS , ABD Deniz Gözlemevi'nin Vektör Astrometri Yazılımı, entegre bir alt rutinler paketi ve konumsal astronomide yaygın olarak ihtiyaç duyulan çeşitli miktarları hesaplamak için işlevler.
- SOFA , IAU'nun Temel Astronomi Standartları, temel astronomide kullanılan standart modelleri uygulayan erişilebilir ve yetkili bir algoritmalar ve prosedürler seti.
- Bu makale orijinal olarak Jason Harris'in Linux / KDE için bir KDE Masaüstü Planetaryumu olan KStars ile birlikte gelen Astroinfo'ya dayanmaktadır .