Astronomia

Onde fica o primeiro meridiano das coordenadas celestes

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… Ou qual é a 'direção do equinócio vernal'?

Para os sistemas de coordenadas eclípticas e equatoriais, o artigo da Wikipedia fornece "Direção primária (0 ° longitude)" - "Equinócio vernal", vinculando a um artigo sobre o evento do Equinócio que nunca menciona nenhuma direção associada a ele.

Eu acho que a direção será associada ao eixo que conecta o Sol e a Terra durante o equinócio vernal, mas qual direção da linha? Para fora, com o meridiano correndo em direção oposta ao Sol, ou para dentro, o meridiano cruzando o Sol no equinócio vernal? Ou talvez meu palpite esteja totalmente errado?

Geralmente, como alguém faria para converter a latitude celestial (eclíptica ou equatorial) em latitude da Terra ou vice-versa - por exemplo, Encontrar onde na Terra um objeto de determinadas coordenadas celestes está no zênite em determinado momento? O artigo vinculado tem várias fórmulas de conversão entre vários sistemas de coordenadas celestes, mas nenhuma conversão para as coordenadas da Terra ou não consegui entender algumas das conversões.


O plano equatorial e o plano da eclíptica se cruzam, como mostrado nesta ilustração:

O "equinócio vernal" é simplesmente a direção da linha onde eles se cruzam.

Você não pode obter a latitude da Terra apenas a partir da latitude da eclíptica, pois os planos não são paralelos. Você também deve saber a longitude eclíptica.

Da latitude equatorial à latitude terrestre é muito mais simples, a latitude é igual à declinação.


Conteúdo

Uma das primeiras descrições conhecidas de horário padrão na Índia apareceu no tratado astronômico Surya Siddhanta do século IV dC. Postulando uma Terra esférica, o livro descreveu os costumes milenares do meridiano principal, ou longitude zero, como a passagem por Avanti, o antigo nome da histórica cidade de Ujjain, e Rohitaka, o antigo nome de Rohtak (28 ° 54′N 76 ° 38′E / 28.900 ° N 76.633 ° E / 28.900 76.633 (Rohitaka (Rohtak))), uma cidade perto de Kurukshetra. [3]

A noção de longitude para os gregos foi desenvolvida pelo grego Eratóstenes (c. 276 aC - c. 195 aC) em Alexandria e Hiparco (c. 190 aC - cerca de 120 aC) em Rodes, e aplicada a um grande número de cidades pelo geógrafo Estrabão (64/63 AC - c. 24 DC). Mas foi Ptolomeu (c. 90 DC - c. 168 DC) quem primeiro usou um meridiano consistente para um mapa mundial em seu Geographia.

Ptolomeu usou como base as "Ilhas Afortunadas", um grupo de ilhas do Atlântico, geralmente associadas às Ilhas Canárias (13 ° a 18 ° W), embora os seus mapas correspondam mais de perto às ilhas de Cabo Verde (22 ° a 25 ° W). O ponto principal é estar confortavelmente a oeste da ponta ocidental da África (17,5 ° W), pois os números negativos ainda não estavam em uso. Seu meridiano principal corresponde a 18 ° 40 'a oeste de Winchester (cerca de 20 ° W) hoje. [4] Naquela época, o principal método para determinar a longitude era usando os tempos relatados de eclipses lunares em diferentes países.

De Ptolomeu Geographia foi impresso pela primeira vez com mapas em Bolonha em 1477, e muitos globos iniciais no século 16 seguiram seu exemplo. Mas ainda havia esperança de que existisse uma base "natural" para um meridiano principal. Cristóvão Colombo relatou (1493) que a bússola apontava para o norte em algum lugar no meio do Atlântico, e esse fato foi usado no importante Tratado de Tordesilhas de 1494, que resolveu a disputa territorial entre Espanha e Portugal sobre terras recém-descobertas. A linha de Tordesilhas foi finalmente estabelecida em 370 léguas (2.193 quilômetros, 1.362 milhas estatutárias ou 1.184 milhas náuticas) [nota 1] a oeste de Cabo Verde. Isso é mostrado no mapa de 1529 de Diogo Ribeiro. A Ilha de São Miguel (25,5 ° W) nos Açores era ainda utilizada pela mesma razão já em 1594 por Christopher Saxton, embora nessa altura já tivesse sido demonstrado que a linha de desvio magnético zero não seguia uma linha de longitude. [9]

Em 1541, Mercator produziu o seu famoso globo terrestre de 41 cm e desenhou o seu meridiano principal precisamente através de Fuerteventura (14 ° 1'W) nas Canárias. Os seus mapas posteriores utilizaram os Açores, seguindo a hipótese magnética. Mas na época em que Ortelius produziu o primeiro atlas moderno em 1570, outras ilhas como Cabo Verde estavam entrando em uso. Em seu atlas, as longitudes foram contadas de 0 ° a 360 °, e não de 180 ° W a 180 ° E, como é comum hoje. Essa prática foi seguida pelos navegadores até o século XVIII. [10] Em 1634, o cardeal Richelieu usou a ilha mais ocidental das Canárias, Ferro, 19 ° 55 'a oeste de Paris, como a escolha do meridiano. O geógrafo Delisle decidiu arredondar para 20 °, de modo que simplesmente se tornou o meridiano de Paris disfarçado. [11]

No início do século 18 começou a batalha para melhorar a determinação da longitude no mar, levando ao desenvolvimento do cronômetro marítimo por John Harrison. Mas foi o desenvolvimento de cartas estelares precisas, principalmente pelo primeiro astrônomo real britânico, John Flamsteed entre 1680 e 1719 e disseminado por seu sucessor Edmund Halley, que permitiu aos navegadores usar o método lunar para determinar a longitude com mais precisão usando o octante desenvolvido por Thomas Godfrey e John Hadley. [12]

No século 18, a maioria dos países da Europa adaptou seus próprios melhor meridiano, geralmente pela capital, portanto, na França, o meridiano de Paris era o principal, na Alemanha era o meridiano de Berlim, na Dinamarca o meridiano de Copenhague e no Reino Unido o meridiano de Greenwich.

Entre 1765 e 1811, Nevil Maskelyne publicou 49 edições da Almanaque Náutico com base no meridiano do Observatório Real de Greenwich. "As tabelas de Maskelyne não só tornaram o método lunar praticável, mas também fizeram do meridiano de Greenwich o ponto de referência universal. Até mesmo as traduções francesas do Almanaque Náutico reteve os cálculos de Maskelyne de Greenwich - apesar do fato de que todas as outras tabelas do Connaissance des Temps considerado o meridiano de Paris como o primeiro. "[13]

Em 1884, na Conferência Internacional de Meridianos em Washington, D.C., 22 países votaram para adotar o meridiano de Greenwich [14] como o meridiano principal do mundo. Os franceses defenderam uma linha neutra, mencionando os Açores e o Estreito de Bering, mas acabaram por se abster e continuaram a usar o meridiano de Paris até 1911.

Em outubro de 1884, o Meridiano de Greenwich foi selecionado pelos delegados (quarenta e um delegados representando vinte e cinco nações) para a Conferência Internacional de Meridianos realizada em Washington, D.C., Estados Unidos para ser o zero comum de longitude e padrão de contagem de tempo em todo o mundo. [39] [nota 2] O meridiano principal moderno, o Meridiano de Referência IERS, está localizado muito próximo a este meridiano e é o meridiano principal que atualmente tem o uso mais amplo.

Meridiano principal em Greenwich Edit

O meridiano principal moderno, baseado no Observatório Real de Greenwich, foi estabelecido por Sir George Airy em 1851. [41]

A posição do Meridiano de Greenwich foi definida pela localização do Círculo de Trânsito Aéreo desde que a primeira observação foi feita com ele por Sir George Airy em 1851. [41] Antes disso, foi definido por uma sucessão de instrumentos de trânsito anteriores , o primeiro dos quais foi adquirido pelo segundo Astrônomo Real, Edmond Halley, em 1721. Foi instalado no extremo noroeste do Observatório, entre a Flamsteed House e a Western Summer House. Este local, agora incluído na Flamsteed House, fica a cerca de 43 metros a oeste do Airy Transit Circle, uma distância equivalente a cerca de 2 segundos de longitude. [28] Foi o círculo de trânsito de Airy que foi adotado em princípio (com os delegados franceses, que pressionaram pela adoção da abstenção do meridiano de Paris) como o primeiro meridiano do mundo na Conferência Internacional de Meridianos de 1884. [42] [43]

Todos esses meridianos de Greenwich foram localizados por meio de uma observação astronômica da superfície da Terra, orientados por meio de um fio de prumo ao longo da direção da gravidade na superfície. Esse meridiano astronômico de Greenwich foi disseminado ao redor do mundo, primeiro pelo método da distância lunar, depois por cronômetros transportados em navios, depois por linhas telegráficas transportadas por cabos de comunicação submarinos e, em seguida, por sinais de tempo de rádio. Uma longitude remota em última análise baseada no meridiano de Greenwich usando esses métodos foi a do Datum norte-americano de 1927 ou NAD27, um elipsóide cuja superfície melhor corresponde ao nível médio do mar sob os Estados Unidos.

Edição Meridian de Referência IERS

Começando em 1973, o International Time Bureau e mais tarde o International Earth Rotation and Reference Systems Service mudou da dependência de instrumentos ópticos como o Airy Transit Circle para técnicas como laser lunar, laser de satélite e interferometria de linha de base muito longa. As novas técnicas resultaram no Meridiano de Referência IERS, cujo plano passa pelo centro de massa da Terra. Isso difere do plano estabelecido pelo trânsito Airy, que é afetado pela deflexão vertical (a vertical local é afetada por influências como montanhas próximas). A mudança de confiar na vertical local para usar um meridiano baseado no centro da Terra fez com que o meridiano principal moderno estivesse 5,3 ″ a leste do meridiano principal astronômico de Greenwich através do Círculo de Trânsito Aéreo. Na latitude de Greenwich, isso equivale a 102 metros. [44] Isso foi oficialmente aceito pelo Bureau International de l'Heure (BIH) em 1984 através de seu BTS84 (BIH Terrestrial System) que mais tarde se tornou WGS84 (World Geodetic System 1984) e os vários ITRFs (International Terrestrial Reference Systems).

Devido ao movimento das placas tectônicas da Terra, a linha de 0 ° de longitude ao longo da superfície da Terra moveu-se lentamente em direção ao oeste desta posição deslocada por alguns centímetros, isto é, em direção ao Círculo de Trânsito Aéreo (ou Círculo de Trânsito Aéreo mudou-se para o leste, dependendo do seu ponto de vista) desde 1984 (ou 1960). Com a introdução da tecnologia de satélite, tornou-se possível criar um mapa global mais preciso e detalhado. Com esses avanços também surgiu a necessidade de definir um meridiano de referência que, embora sendo derivado do Círculo de Trânsito Aéreo, também levasse em consideração os efeitos do movimento das placas e as variações na forma como a Terra estava girando. [45] Como resultado, o Meridiano de Referência Internacional foi estabelecido e é comumente usado para denotar o meridiano principal da Terra (0 ° longitude) pelo Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência, que define e mantém a ligação entre longitude e tempo. Com base em observações de satélites e fontes de rádio compactas celestiais (quasares) de várias estações coordenadas ao redor do globo, o círculo de trânsito de Airy se desloca para nordeste cerca de 2,5 centímetros por ano em relação a esta longitude 0 ° centrada na Terra.

É também o meridiano de referência do Sistema de Posicionamento Global operado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, e do WGS84 e suas duas versões formais, o Sistema de Referência Terrestre Internacional (ITRS) ideal e sua realização, o Quadro de Referência Terrestre Internacional (ITRF) . [46] [47] [48] Uma convenção atual na Terra usa o oposto do IRM como base para a Linha de Data Internacional.

Lista de lugares Editar

Na Terra, começando no Pólo Norte e seguindo para o sul até o Pólo Sul, o Meridiano de Referência IERS (a partir de 2016) passa por:

Como na Terra, os meridianos principais devem ser definidos arbitrariamente. Freqüentemente, um ponto de referência, como uma cratera, é usado, outras vezes, um meridiano principal é definido por referência a outro objeto celeste ou por campos magnéticos. Os meridianos principais dos seguintes sistemas planetográficos foram definidos:


    1) Declinação (como Latitude)
      Distância angular acima ou abaixo do Equador Celestial.
        Declinação de C.E. = 0 & # 176
        Declinação de N.C.P. = + 90 & # 176
        Declinação de S.C.P. = -90 e # 176
          (Nota aqui: Latitude usa N (Norte) e S (Sul)
          enquanto a declinação usa + (Norte) e - (Sul))
          Distância angular medida para o leste ao longo do C.E. do Equinócio Vernal (definido na próxima aula).
            Como o movimento diurno significa que o céu gira uma vez por dia, um período de 24 horas, para R.A., unidades de horas (em vez de graus) são usadas e o céu é dividido em 24 horas.
              O céu tem 360 & # 176 = 24 horas ==> 1 hora = 15 & # 176

            LOCALIZANDO O EQUADOR CELESTIAL NO CÉU


            Figura 2-5


            Observação celestial

            Quando consideramos a posição das estrelas, algumas são sazonais, outras circumpolares, outras que nunca vemos de nossa localização. Precisamos de uma referência para dizer onde está a posição de uma estrela, então usamos Ascensão Reta e Declinação.

            Declinação

            Declinação é a latitude de uma estrela no céu medida a partir do Equador Celestial.

            Se a estrela receber uma declinação de + 45 °, você a verá do equador a 45 ° no céu.

            Declinação medida em graus (& deg), minutos de arco (‘) e segundos de arco (“) e é abreviada como dec (δ).

            Ascensão certa

            Ascensão Reta é o equivalente à longitude no espaço.

            Precisamos de um marcador que todos na Terra possam usar. Na Terra, medimos a longitude e definimos um meridiano principal do final do século 19, mas uma posição de referência mais antiga era conhecida anteriormente. Usamos uma posição chamada Primeiro Ponto de Áries.

            O Sol parece cruzar o equador celestial ao longo da eclíptica no equinócio vernal. Esta posição é chamada de Primeiro Ponto de Áries (mas na verdade ocorre em Peixes). Ele muda a cada ano por causa da ligeira oscilação no eixo da Terra.

            Ascensão Reta é medida em horas (h), minutos (m) e segundos (s) e é abreviada como RA ou α.

            Se uma estrela se encontra em uma linha entre o local onde o Sol cruza o Equador Celestial na primavera e o norte (ou sul), então se diz que está a 0h 0s 0m ° RA. Se estivesse 90 ° a leste *, estaria localizado às 6h RA (360/90 = 4. 24/4 = 6).

            RA e DEC

            A maioria das estrelas tem sua ascensão reta e declinação publicadas. Geralmente são abreviados para RA e DEC. Mapas estelares e planisférios apresentam linhas de grade para o observador seguir. Em um mapa estelar, você veria uma estrela listada neste formato: Arcturus: RA: 14 15 40 DEZ: +19 10 57. Devido aos efeitos da precessão, as coordenadas da Ascensão Reta dos objetos são atualizadas nos catálogos de estrelas.

            Com meu telescópio ajustado para alinhamento polar, posso inclinar o tripé verticalmente para que fique alinhado com a declinação de uma estrela. Posso então movê-lo horizontalmente para sua ascensão reta.

            Veja a página Cálculos Celestiais para entender os locais e tempos de observação de objetos.


            Onde está o meridiano principal das coordenadas celestes - Astronomia

            Sistemas de coordenadas esféricas
            Na Terra (Terrestre)
            Latitude (medido N e S a partir do Equador)
            Longitude (medida de E e W a partir do Meridiano Principal decidida politicamente no início de 1900 como passando por Greenwich, Inglaterra)

            Nota para si mesmo: NECESSIDADE DE DIAGRAMAS MOSTRANDO / COMPARANDO: Sistema de coordenadas terrestres Terrestre vs Equatorial Terrestre vs Eclíptica Eclíptica vs Equatorial Horizonte Horizonte vs Equatorial Galáctica?

            No céu (celestial)
            Vários sistemas de coordenadas, cada um nomeado pelo círculo que corresponde ao Equador no sistema baseado na Terra.

            O sistema equatorial é baseado no equador celestial (e nos pólos celestes)
            Círculos paralelos ao Equador são como paralelos de latitude na Terra, e medimos N e S do Equador ao paralelo em que uma estrela está para medir sua DECLINAÇÃO (de zero no Equador Celestial a N ou S 90 graus nos Pólos Celestiais).
            Os círculos perpendiculares ao Equador são como meridianos de longitude na Terra e medimos desde o 'Meridiano Principal' do céu até o 'meridiano' em que uma estrela está para medir sua ASCENSÃO DIREITA. EXCETO não medimos E e W, mas apenas PARA O LESTE, e medimos em unidades de tempo, não em graus.
            Medimos a ascensão reta para o Leste em unidades de TEMPO para que, à medida que as estrelas se movem para o Oeste, possam servir como um relógio. Se uma estrela com ascensão reta de 6h 45m está no O Meridiano (o arco que vai do ponto Norte no horizonte até o Pólo Celestial, através do Zênite, através do ponto Sul no horizonte), é 6:45 em um relógio de estrela. Se uma estrela com ascensão reta de 12h está no meridiano, é 12h em um relógio estelar. E se uma estrela com ascensão reta de 18h40m está no Meridiano, são 18:40 em um relógio estelar.
            NESTE SISTEMA, cada estrela tem uma declinação particular e ascensão reta e poderíamos, em um globo (ou seja, um globo celestial) traçar as posições de todas as estrelas no céu e usar isso para ver onde elas estão em relação umas às outras .
            Esses números RA (ascensão reta) e Dec (declinação) são quase constantes para uma determinada estrela, porque as estrelas estão tão distantes que qualquer movimento que tenham em relação a nós (ou vice-versa) é muito pequeno para ver sem um tremendo esforço em tempos tão curtos quanto uma vida humana. Como resultado, as posições das estrelas em relação umas às outras parecem absolutamente fixas para um observador casual (levando ao termo as estrelas fixadas ).
            (Existem mudanças muito pequenas nessas coordenadas durante longos períodos de tempo, devido ao movimento e à precessão adequados. Em 2009, um resumo 'rápido e sujo' dessas moções foi adicionado a As muitas moções das estrelas. A discussão da precessão, embora carente de diagramas, detalhes e contexto histórico, serve como uma introdução ao tópico que será desenvolvido em uma data posterior.
            No entanto, existem sete objetos os & # 928 & # 955 & # 945 & # 957 & # 951 & # 964 & # 949 & # 962 ( planetes ) ou wanderers que se movem em relação às estrelas em curtos períodos de tempo: a Lua, o Sol, Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, Saturno (veja The Wanderers)


            Sistemas coordenados

            O geográfico sistema de coordenadas nos permite localizar uma posição na superfície da Terra. Latitude identifica o quão distante ao norte ou ao sul do equador está nossa localização, enquanto longitude identifica sua posição leste-oeste.

            Linhas de Latitude são linhas horizontais imaginárias desenhadas em um mapa, que são marcadas com uma medida angular (em graus) que varia de 0 & deg no equador (latitude baixa) a 90 & deg nos pólos.

            Linhas de Longitude são linhas verticais imaginárias, também marcadas em graus, que identificam a distância a oeste ou leste de um local do meridiano principal - o meridiano principal é a linha de zero grau de longitude que atravessa o Royal Observatory Greenwich em Londres. Como a Terra é uma esfera, existem 360 graus de longitude, mas, por razões históricas, eles variam de 180 ° a Leste a 180 ° Oeste.

            Assim, a posição de qualquer cidade no mundo pode ser descrita por uma latitude e longitude. As coordenadas para o centro de Liverpool, por exemplo, são fornecidas como Latitude 53,3 e norte e Longitude 2,8 e oeste.


            O horizontal sistema de coordenadas é baseado em torno de um campo de visão de 360 ​​graus do observador (ou telescópios), e a posição de um alvo é dada em relação ao horizonte local do observador. No entanto, como a Terra gira, as coordenadas de uma estrela ou planeta mudam constantemente. Conseqüentemente, só podemos fornecer a posição de um objeto para um determinado momento no tempo.

            Em outras palavras, o sistema é fixo na Terra e não nas estrelas, com coordenadas determinadas da seguinte forma:

            • O altitude (Alt) é o ângulo entre o objeto e o ponto mais próximo no horizonte local do observador (curva verde na imagem). Pode assumir qualquer valor entre 0 & deg e 90 & deg.
            • O azimute (Az) é o ângulo do objeto ao redor do horizonte, indo do ponto norte em direção ao leste (curva vermelha na imagem). Pode assumir qualquer valor entre 0 & deg e 360 ​​& deg.

            Além disso, existem duas partes do sistema que possuem nomes especiais, como segue:

            • O zênite é o ponto logo acima da cabeça do observador - ou seja, 90 graus acima de todos os pontos no horizonte.
            • Do observador meridiano é a linha curva que vai de norte a sul através do zênite.

            As coordenadas horizontais são úteis para determinar os horários de nascimento e definição de um objeto no céu. Quando a altitude de um objeto é 0 & deg, ele está no horizonte. Devido à rotação da Terra, os objetos sobem no leste, passam pelo meridiano e depois se põem no oeste. No entanto, estrelas perto de pólo norte celestial (o eixo imaginário em torno do qual a Terra gira) não ficam abaixo do horizonte, eles apenas parecem circular em torno do pólo.

            A posição do pólo celeste norte muda dependendo de onde você está no mundo. Se você estivesse no pólo norte geográfico da Terra, ele estaria logo acima de sua cabeça. Se você estivesse no equador, ele apareceria no horizonte.

            Ascensão Reta e Declinação

            1. um círculo imaginário chamado de equador celestial. Esta é a projeção do próprio equador da Terra na esfera celestial - a esfera celestial sendo nossa visão 2-D do cosmos que circunda a Terra.
            2. um único ponto fixo no espaço, conhecido como o equinócio vernal, que é a localização aparente do Sol no equinócio da primavera (por volta de 21 de março). Mais especificamente, é o ponto na constelação de Áries, onde o eclíptica (uma linha traçando o caminho do Sol) cruza o equador celestial.

            As coordenadas equatoriais são então determinadas da seguinte forma:

            • O Declinação (Dec) mede o ângulo de um objeto acima ou abaixo do equador celestial. Pode assumir qualquer valor entre -90 & deg e 90 & deg.
            • O Ascensão certa (RA) mede o ângulo do arco que vai do equinócio vernal, ao longo do equador celestial, até o ponto mais próximo do objeto. Ao contrário de outros sistemas, o RA é medido em horas em vez de graus e pode assumir qualquer valor entre 0 e 24 horas. Observe que existem (360/24) = 15 & deg em uma hora de ascensão reta.

            Por exemplo, as coordenadas da estrela brilhante Rigel neste sistema são os seguintes:


            COORDENADAS CELESTIAIS - University of Colorado Boulder

            O sistema de coordenadas geográficas da Terra é familiar a todos - os pólos norte e sul são definidos pelo eixo de rotação da Terra equidistante entre eles é o equador. A latitude norte-sul é medida em graus a partir do equador, variando de -90? no pólo sul, 0? no equador, a +90? no pólo norte. As distâncias leste-oeste também são medidas em graus, mas não há um ponto de partida "definido naturalmente" - todas as longitudes são equivalentes a todas as outras. A humanidade definiu arbitrariamente o meridiano principal (0 ° longitude) como sendo o do Observatório Real de Greenwich, Inglaterra (alternativamente chamado de meridiano de Greenwich).

            Cada grau (?) De 360? o círculo pode ser subdividido em 60 minutos iguais de arco ('), e cada minuto de arco pode ser dividido em 60 segundos de arco ("). O telescópio de 24 polegadas no Observatório Sommers-Bausch está localizado a uma latitude 40? 0 '13 "Ao norte do equador e a uma longitude 105? 15'45" Oeste do meridiano de Greenwich.

            Boulder +40? 0 '13 "Latitude +105? 15' 45" Longitude

            Latitude da Terra - Sistema de Coordenadas de Longitude

            COORDENADAS ALT-AZIMUTO O sistema de coordenadas alt-azimute (altitude - azimute), também chamado de sistema horizonte, é um sistema útil e conveniente para apontar um objeto celeste. Um primeiro especifica o ângulo de azimute, que é a bússola indo em direção ao ponto do horizonte situado diretamente abaixo do objeto. Os ângulos de azimute são medidos para o leste do Norte (0? Azimute) para o Leste (90?), Sul (180?), Oeste (270?) E de volta ao Norte novamente (360? = 0?). As quatro direções principais são chamadas de pontos cardeais.

            Em seguida, a altitude é medida em graus para cima, do horizonte ao objeto. O ponto diretamente acima de 90? altitude é chamada de zênite. O nadir é "para baixo" ou oposto ao zênite. Às vezes usamos a distância do zênite em vez da altitude, que é 90? - altitude.

            Cada observador na Terra tem seu próprio sistema alt-azimuth separado, portanto, as coordenadas do mesmo objeto serão diferentes para dois observadores diferentes. Além disso, como a Terra gira, a altitude e o azimute de um objeto mudam constantemente com o tempo, visto de um determinado local. Conseqüentemente, este sistema pode identificar objetos celestes em um determinado momento e local, mas não é útil para especificar sua direção permanente (mais ou menos) no espaço. Para especificar uma direção por medida angular, você precisa saber exatamente o quão "grandes" são os ângulos. Aqui está um "parâmetro" conveniente para usar e que você sempre carrega consigo: a mão, mantida com o braço estendido, é uma ferramenta conveniente para estimar ângulos subtendidos no olho:

            COORDENADAS EQUATORIAIS Parado do lado de fora em uma noite clara, parece que o céu é uma esfera celeste gigante de raio indefinido conosco em seu centro, e sobre a qual estrelas estão fixadas em sua superfície interna. É extremamente útil para nós tratar essa esfera imaginária como uma superfície real e tangível e anexar um sistema de coordenadas a ela.

            O sistema usado é baseado em uma extensão do eixo de rotação da Terra, daí o nome de sistema de coordenadas equatorial. Se estendermos o eixo da Terra para fora no espaço, sua intersecção com a esfera celestial define os pólos celestes norte e sul equidistantes entre eles, e situado diretamente sobre o equador da Terra, está o equador celestial. A medição da "latitude celestial" recebe o nome de declinação (DEC), mas, de outra forma, é idêntica à medição da latitude na Terra: a declinação no equador celestial é 0? e se estende a? 90? nos pólos celestes.

            A medida leste-oeste é chamada de ascensão reta (RA) em vez de "longitude celestial" e difere da longitude geográfica em dois aspectos. Primeiro, as linhas de longitude, ou círculos horários, permanecem fixas em relação ao céu e não giram com a Terra. Em segundo lugar, o círculo de ascensão reta é dividido em unidades de tempo de 24 horas, em vez de em graus, cada hora de ângulo é equivalente a 15? do arco. As seguintes conversões são úteis:

            A Terra orbita o Sol em um plano chamado eclíptica. Do nosso ponto de vista, no entanto, parece que o Sol nos circunda uma vez por ano no mesmo plano, portanto, a eclíptica pode ser definida alternadamente como "o caminho aparente do Sol na esfera celestial".

            O equador da Terra está inclinado 23,5? do plano de seu movimento orbital, ou em termos da esfera celestial, a eclíptica é inclinada 23,5? do equador celestial. A eclíptica cruza o equador em dois pontos, o primeiro, chamado de equinócio vernal (primavera), é atravessado pelo Sol se movendo do sul para o norte em cerca de 21 de março e define o momento em que a primavera começa. A segunda travessia é de norte a sul e marca o equinócio de outono seis meses depois. No meio do caminho entre esses dois pontos, a eclíptica atinge sua declinação máxima de +23,5? (solstício de verão), ou cai para uma declinação mínima de -23,5? (solstício de inverno).

            Tal como acontece com a longitude, não há um ponto de partida óbvio para a ascensão reta, então os astrônomos atribuíram um: o ponto do equinócio vernal. Começando no equinócio vernal, a ascensão reta aumenta na direção leste até retornar ao equinócio vernal novamente em 24 h = 0 h.

            Equinócio vernal 0h RA, 0? DEZ

            Solstício de inverno 18h RA, -23,5? DEZ

            A Terra sofre precessão, ou oscila em seu eixo, uma vez a cada 26.000 anos. Infelizmente, isso significa que o Sol cruza o equador celestial em um ponto ligeiramente diferente a cada ano, de modo que nosso ponto de partida "fixo" muda lentamente - cerca de 40 segundos de arco por ano. Embora pequeno, o deslocamento é cumulativo, de modo que é importante, ao se referir à ascensão reta e declinação de um objeto, especificar também a época ou ano em que as coordenadas são válidas.

            HORA E ÂNGULO DA HORA O objetivo fundamental de toda marcação do tempo é, muito simplesmente, permitir-nos rastrear certos objetos no céu. Nosso principal interesse, é claro, é a localização do Sol, que é a base para os vários tipos de tempo solar pelos quais programamos nossas vidas. O tempo é determinado pelo ângulo horário do objeto celeste de interesse, que é a distância angular do meridiano do observador (linha norte-sul passando por cima) até o objeto, medido em unidades de tempo leste ou oeste ao longo da grade equatorial. O ângulo horário é negativo se medirmos do meridiano a leste até o objeto, e positivo se o objeto estiver a oeste do meridiano. Por exemplo, nosso tempo solar aparente local é determinado pelo ângulo horário do Sol, que nos diz quanto tempo se passou desde a última vez que o Sol esteve no meridiano (ângulo horário positivo), ou quanto tempo devemos esperar até o meio-dia ocorrer novamente (ângulo horário negativo). Se o tempo solar nos dá o ângulo horário do Sol, então o tempo sideral (literalmente, "hora das estrelas") deve ser relacionado aos ângulos horários das estrelas: a expressão geral para o tempo sideral é

            Tempo Sideral = Ascensão Reta + Ângulo Horário que é verdadeiro para qualquer objeto ou ponto na esfera celestial. É importante perceber que se o ângulo da hora for negativo, adicionamos esse número negativo, que é equivalente a subtrair o número positivo. Por exemplo, o equinócio vernal é definido para ter uma ascensão reta de 0 horas, portanto, a equação torna-se

            Tempo sideral = ângulo horário do equinócio vernal Outro caso especial é o de um objeto no meridiano, para o qual o ângulo horário é zero por definição. Portanto, a equação afirma que

            Tempo sideral = ascensão reta cruzando o meridiano Seu tempo sideral atual, juntamente com o conhecimento de sua latitude, define exclusivamente a aparência da esfera celestial, além disso, se você conhece quaisquer duas das variáveis ​​na expressão ST = RA + HA, você pode determinar o terceiro. A ilustração a seguir mostra a aparência do céu meridional visto de Boulder em um determinado instante no tempo. Observe como o céu funciona como um relógio - exceto que o mostrador do relógio (esfera celestial) se move enquanto o "ponteiro" (meridiano) do relógio permanece fixo. A numeração do mostrador do relógio aumenta para o leste, enquanto o céu gira para o oeste, portanto, o tempo sideral sempre aumenta, assim como seria de se esperar. Como o lado esquerdo da equação ST aumenta com o tempo, o lado direito também deve aumentar, se seguirmos um objeto em uma dada ascensão reta (como Saturno ou Urano), seu ângulo horário deve aumentar constantemente (ou se tornar menos negativo).

            Tempo Sideral = Ascensão Reta no Meridiano

            Ângulo Horário do Equinócio Vernal

            = - 2h 17m = 21h 43m = Tempo Sideral

            Tempo Sideral = Ascensão Reta +

            Saturno: 21h 59m RA + (- 0h 16m) HA = 21h 43m ST

            01h50 MDT de 20 de agosto de 1993

            TEMPO SOLAR VERSUS SIDEREAL

            A cada ano, a Terra realmente faz 366 1/4 rotações completas em relação às estrelas (dias siderais). Cada dia a Terra também gira cerca de 1? sobre o Sol, de forma que depois de um ano, ele "desenrolou" uma dessas rotações em relação ao Sol, em média, observamos 365 1/4 passagens solares através do meridiano (dias solares) em um ano. Visto que tanto o tempo sideral quanto o solar usam 24 horas por dia, os dois relógios devem funcionar em taxas diferentes. O seguinte compara as medidas de tempo (aproximadas) em cada sistema:


            Uma introdução às coordenadas em uma esfera: como a latitude e a longitude definem os locais na Terra e, da mesma forma, como a declinação e a ascensão reta definem os locais na esfera celestial. Also introduces systems of time-keeping, e.g. local solar time, time zones, universal time and the international date line.

            Part of a high school course on astronomy, Newtonian mechanics and spaceflight
            by David P. Stern

            This lesson plan supplements: "Latitude and Longitude," section #5: on disk Slatlong.htm, on the web
            http://www.phy6.org/stargaze/Slatlong.htm

            "From Stargazers to Starships" home page and index: on disk Sintro.htm, on the web
            http://www.phy6.org/stargaze/Sintro.htm


            Goals : The student will

              Know how any location on Earth can be defined by its latitude and longitude.

            • Declination is measured from the north pole, not from the equator (the way co-latitude is defined)
            • Right ascension is traditionally given not in degrees but in time units--in hours, minutes and seconds.

            Terms: Latitude, longitude, Line of latitude, line of longitude (or meridian), co-latitude, equator, zero meridian ("prime meridian"), eastern and western hemispheres, (local) noon meridian, local time (LT), time zones, international date line, universal time (UT of "Greenwich Mean Time" GMT), declination, right ascension, "First point in Aries" (or "vernal equinox") on the celestial sphere.

            By this stage the student should also know and be able to write at least a few lower-case letters of the Greek alphabet--λ, θ, φ, δ and α, (lambda, theta, phi, delta, alpha), corresponding to (L,T,F,D,A)

            Stories and extras: Origin of the word "meridian" and the abbreviations "a.m." and "p.m.". The Royal Observatory in Greenwich. Introduction of time zones.

            The teacher may start the class with a map of the US in view, or on a transparency. Ask: what is special about the border between the US and Canada? ("About half of it is a straight line")

            Of course, no line on the surface of the Earth is straight. What looks straight on the map follows a line of latitude, a line at a constant distance from the pole. In this case, it is the line of latitude 49 degrees. Any other boundaries that follow lines of latitude?

            There are many. The best known ones are probably on the borders of Pennsylvania. O northern border follows the line of latitude 42° which also forms the southern borders of Idaho and Oregon (but não the northern borders of Connecticut and Rhode island--these are parallel, but a short distance further north). But the southern border of Pennsylvania is more famous: it follows latitude 390 43' (39 degrees, 43 minutes--60 "minutes of arc" in each degree). That is the Mason-Dixon line , which before 1860 formed the boundary between the "slave states" (a part of the US still called "Dixie") and the "free states."

            One reason many boundaries follow lines of longitude--and the ones perpendicular to them, like boundaries of Utah and Colorado, lines of latitude--is that such boundaries are easy to define. Let us now look at these lines more closely.

            Guiding questions and additional tidbits
            The questions below may be used in the presentation, the review afterwards or both, and suggested answers are provided. Brackets [ ] enclose comments by the teacher or optional material.

              Degrees , " minutes of arc " and " seconds of arc " (we add "of arc" only where we want to be sure these terms are not confused with units of time).

              The equator is at 0 degrees.

            The North Pole is at +90 degrees or 90 degrees north.

              We draw a radius from that point to the center of the Earth. The latitude is the angle between that radius and the plane of the equator--or else, 90° minus the angle between the radius and the axis of the Earth.
              [Illustrate with a drawing on the board and make sure students copy it.]
              The North Pole.

              About a mile and 1/6 north of the south pole. The explorer walks 1 mile south, to within about 1/6 mile of the pole. Then one mile east--which should equal a complete circle around the pole, returning to where the eastward walk started--and then one mile north, back to the original point.

              Draw a radius from the point to the center of the Earth. The radius and the axis of the Earth define a plane, like the side of a slice of an orange. Illustrate with a drawing on the board and have students copy it.

            The line along which that plane meets the surface of the Earth, on the side of the point P, is called the meridiano of P, or its "line of longitude. " Divide the circle of the equator into 360 degrees, with zero at the point where the "Prime Meridian" of Greenwich, England (at the eastern edge of London) crosses it.

            Go over the rest of Section 5, concerned with time measurements.

              Local time is the time of the day, shifted so that noon occurs exactly when the Sun passes the north-south direction.

              If everyone used a strict astronomical definition for local time (LT), each community would usually have a different LT. Instead, LT is defined uniformly in strips of 15° wide, each strip including the meridian where it gives the correct LT and each typically differing by one hour from its neighbors.

              The distance to London is about 1 2/3 times as long from New York: 3 time zones from New York to San Francisco compared to 5 from New York to London. Each time zone corresponds to 360/24 = 15 degrees, so New York should be near longitude 75° west and San Francisco near longitude 120° west. Actual values, 73䓺' and 122䓕'.
              During the summer, when the Sun rises earlier, we make use of the extra daylight by shifting our clocks by one hour--e.g., what was labeled 6 am in the winter is now called 7 am. Each day people get up earlier (also go to sleep earlier) and enjoy sunlight for a longer time.

              As one crosses time zones moving westward, at each time zone boundary, one's local time jumps to one hour earlier. This may move us to an earlier day.

              They didn't! Hawaii is on the other side of the date line from the Phillipines. Actually the attacks occurred on the same day.
              Universal time, UT, is the local time at Greenwich, England, and anywhere else on the "Prime Meridian" of zero longitude. It is used when a single world-wide time system is needed, e.g. in timing events observed by a scientific spacecraft, or eruptions on the Sun.

              They are coordinates resembling latitude and longitude, but instead of giving the position of a location on Earth, they give a position on the sphere of the heavens, for instance, the position of a star.

            Declination- δ (delta--small Greek d) is like latitude, measured in degrees, but from the North Pole, not from the equator, so that the north pole of the heavens has declination 0°, the equator has 90° and the south pole has 180°.

            Right Ascension- α (alpha-- small Greek a, or RA) is like longitude, and "meridian lines" of constant RA connect the north and south poles of the sky and are everywhere perpendicular to lines of constant declination.


            Prime Meridian (Greenwich) Lat Long Coordinates Info

            The latitude of Prime Meridian (Greenwich) is 51.477928, and the longitude is -0.001545. Prime Meridian (Greenwich) is located at United Kingdom country in the Notable Buildings place category with the gps coordinates of 51° 28' 40.5408'' N and 0° 0' 5.5620'' W.

            CountryUnited Kingdom
            Latitude51.477928
            Longitude-0.001545
            DMS Lat51° 28' 40.5408'' N
            DMS Long0° 0' 5.5620'' W
            UTM Easting708,210.24
            UTM Northing5,707,238.65
            CategoryNotable Buildings
            Country CodeGB
            Zoom Level18

            Coordinates of Prime Meridian (Greenwich) is given above in both decimal degrees and DMS (degrees, minutes and seconds) format. The country code given is in the ISO2 format.