Harta astronomică, orice reprezentare cartografică a stelelor, galaxiilor sau a suprafețelor planetelor și a Lunii. Hărțile moderne de acest gen se bazează pe un sistem de coordonate analog latitudinii și longitudinii geografice. În cele mai multe cazuri, hărțile moderne sunt compilate din observații fotografice realizate fie cu echipamente de pe Pământ, fie cu instrumente transportate la bordul navelor spațiale.
Natura și semnificația
Stelele strălucitoare și grupările de stele sunt ușor recunoscute de un observator practicat. Mult mai numeroase corpuri cerești slabe pot fi localizate și identificate doar cu ajutorul hărților astronomice, cataloagelor și, în unele cazuri, almanahurilor.
Primele diagrame, globuri și desene astronomice, adesea decorate cu figuri fantastice, înfățișau constelațiile, grupări recognoscibile de stele strălucitoare cunoscute de nume alese imaginativ, care au fost de multe secole atât o încântare pentru om, cât și un ajutor de încredere pentru navigație. Mai multe morminte regale egiptene din al II-lea mileniu, adică picturi cu figuri de constelație, dar acestea nu pot fi considerate hărți exacte. Astronomii greci clasici au folosit hărți și globuri; din păcate, nu există exemple care să supraviețuiască. Rămân numeroase mici globuri cerești din metal de la producătorii islamici din secolul al 11-lea. Primele planisferi tipărite (reprezentări ale sferei cerești pe o suprafață plană) au fost produse în 1515, iar globurile cerești tipărite au apărut aproximativ în același timp.
Astronomia telescopică a început în 1609, iar la sfârșitul secolului al XVII-lea, telescopul era aplicat în cartografierea stelelor. În ultima parte a secolului al XIX-lea, fotografia a dat un impuls puternic realizării grafice precise, culminând în anii 1950 în publicarea National Geographic Society - Palomar Observatory Sky Survey, o portretizare a părții cerului vizibilă de la Palomar Observatory din California..
Multe hărți moderne utilizate de observatorii amatori și profesioniști ai cerului prezintă stele, nebuloase întunecate de praf obscur și nebuloase luminoase (mase de materie tenuoasă, strălucitoare). Hărțile specializate prezintă surse de radiații radio, surse de radiații infraroșii și obiecte cvasi-stelare care au schimbări roșii foarte mari (liniile spectrale sunt deplasate către lungimi de undă mai lungi) și imagini foarte mici. Astronomii secolului XX au împărțit întregul cer în 88 de zone sau constelații; acest sistem internațional codifică denumirea de stele și modele de stele care au început în timpurile preistorice. Inițial, numai cele mai strălucitoare stele și cele mai vizibile modele au fost date, probabil bazate pe aspectul real al configurațiilor. Începând cu secolul al XVI-lea, navigatorii și astronomii au umplut progresiv toate zonele lăsate nesemnate de antici.
Sfera cerească
Pentru orice observator, antic sau modern, cerul de noapte apare ca o emisferă care se sprijină pe orizont. În consecință, cele mai simple descrieri ale tiparelor stelare și ale mișcărilor corpurilor cerești sunt cele prezentate pe suprafața unei sfere.
Rotația zilnică spre est a Pământului pe axa sa produce o rotație aparentă diurnă spre vest a sferei înstelate. Astfel, stelele par să se rotească în jurul unui pol celest nordic sau sudic, proiecția în spațiul polilor proprii Pământului. Equidistant de la cei doi poli este ecuatorul celest; acest mare cerc este proiecția în spațiul ecuatorului Pământului.
Aici este ilustrată sfera cerească, văzută dintr-o anumită latitudine nordică. O parte din cer adiacentă unui pol ceresc este întotdeauna vizibilă (zona umbrită în diagramă), iar o zonă egală cu privire la polul opus este întotdeauna invizibilă sub orizont; restul sferei cerești pare să se ridice și să se stabilească în fiecare zi. Pentru orice altă latitudine, partea particulară a cerului vizibilă sau invizibilă va fi diferită, iar diagrama trebuie să fie redescrisă. Un observator situat la Polul Nord al Pământului putea observa doar stelele emisferei celeste nordice. Totuși, un observator la Ecuator ar putea vedea întreaga sferă cerească în timp ce mișcarea zilnică a Pământului îl ducea în jur.
Pe lângă mișcarea lor aparentă zilnică în jurul Pământului, Soarele, Luna și planetele sistemului solar au propriile mișcări în ceea ce privește sfera înstelată. De când strălucirea Soarelui ascunde vedetele de fundal din vedere, a fost nevoie de multe secole înainte ca observatorii să descopere calea precisă a Soarelui prin constelațiile care acum sunt numite semnele zodiacului. Marele cerc al zodiacului trasat de Soare pe circuitul său anual este ecliptica (așa se numește pentru că eclipsele pot apărea atunci când Luna o traversează).
Privind din spațiu, Pământul se învârte încet în jurul Soarelui într-un plan fix, planul ecliptic. O linie perpendiculară pe acest plan definește polul ecliptic și nu face nicio diferență dacă această linie este proiectată în spațiu de pe Pământ sau de la Soare. Tot ceea ce este important este direcția, deoarece cerul este atât de departe încât polul ecliptic trebuie să cadă pe un punct unic al sferei cerești.
Planetele principale ale sistemului solar rotesc în jurul Soarelui în aproape același plan ca orbita Pământului, iar mișcările lor vor fi astfel proiectate pe sfera cerească aproape, dar rareori exact, pe ecliptică. Orbita Lunii este înclinată cu aproximativ cinci grade față de acest plan și, prin urmare, poziția sa pe cer se abate de la ecliptică mai mult decât cele ale celorlalte planete.
Deoarece lumina soarelui orbitoare blochează unele stele, constelațiile particulare care pot fi văzute depind de poziția Pământului pe orbita sa - adică de locul aparent al Soarelui. Stelele vizibile la miezul nopții se vor deplasa spre vest cu aproximativ un grad fiecare miez de noapte succesiv pe măsură ce Soarele progresează în mișcarea sa aparentă spre est. Stelele vizibile la miezul nopții din septembrie vor fi ascunse de Soarele orbitor, 180 de zile mai târziu, în martie.
De ce ecliptica și ecuatorul celest se întâlnesc la un unghi de 23,44 ° este un mister inexplicabil originar din istoria trecută a Pământului. Unghiul variază treptat în funcție de cantități mici ca urmare a perturbațiilor gravitaționale provocate de Lună și de pe planetă. Planul ecliptic este relativ stabil, dar planul ecuatorial se schimbă continuu pe măsură ce axa de rotație a Pământului își schimbă direcția în spațiu. Pozițiile succesive ale polilor cerești trasează cercuri mari pe cer cu o perioadă de aproximativ 26.000 de ani. Acest fenomen, cunoscut sub numele de precesiunea echinoxilor, face ca o serie de stele diferite să devină la rândul lor stele pol. Polaris, actuala stea a polului, va veni cel mai aproape de polul celest nord în jurul anului 2100 ce. În momentul în care piramidele au fost construite, Thuban în constelația Draco a servit ca stea polă, iar în aproximativ 12.000 de ani, steaua de primă mărime Vega va fi aproape de polul celest nord. Precesiunea face ca sistemele de coordonate pe hărți stelare precise să fie aplicabile numai pentru o anumită epocă.
Sisteme de coordonate celeste
Sistemul orizontului
Sistemul simplu de altazimut, care depinde de un anumit loc, specifică pozițiile în funcție de altitudine (înălțimea unghiulară din planul orizontului) și azimut (unghiul în sensul acelor de ceasornic în jurul orizontului, de obicei pornind de la nord). Liniile cu o altitudine egală în jurul cerului se numesc almucanți. Sistemul de orizont este fundamental în navigație, precum și în topografie terestră. Cu toate acestea, pentru cartografierea stelelor, coordonatele fixate în raport cu sfera cerească în sine (cum ar fi sistemele ecliptice sau ecuatoriale) sunt mult mai potrivite.
Sistemul ecliptic
Longitudinea și latitudinea cerească sunt definite în raport cu polii ecliptici și ecliptici. Longitudinea cerească se măsoară spre est de la intersecția ascendentă a eclipticii cu ecuatorul, o poziție cunoscută sub numele de „primul punct al Berbecului” și locul Soarelui la momentul echinocțiului vernal în jurul datei de 21 martie. Primul punct al Berbecului este simbolizată de coarnele berbecului (♈).
Spre deosebire de ecuatorul ceresc, ecliptica este fixată printre stele; cu toate acestea, longitudinea ecliptică a unei stele date crește cu 1,396 ° pe secol din cauza mișcării precesionale a ecuatorului - similar cu mișcarea precesională a vârfului unui copil - care schimbă primul punct al Berbecului. Primii 30 ° de-a lungul eclipticii sunt desemnați nominal ca semn Berbec, deși această parte a eclipticii a avansat acum în Peștii de constelație. Coordonatele ecliptice au predominat în astronomia occidentală până la Renaștere. (În schimb, astronomii chinezi au folosit întotdeauna un sistem ecuatorial.) Odată cu apariția almanahurilor nautice naționale, sistemul ecuatorial, care este mai potrivit pentru observație și navigație, a obținut ascendență.
Sistemul ecuatorial
Pe baza ecuatorului și a polilor cerești, coordonatele ecuatoriale, ascensiunea și declinarea dreaptă, sunt direct analoge cu longitudinea și latitudinea terestră. Ascensiunea dreaptă, măsurată spre est din primul punct al Berbecului (vezi direct mai sus), este împărțită în mod obișnuit în 24 de ore și nu în 360 °, accentuând astfel comportamentul de ceas al sferei. Pozițiile ecuatoriale precise trebuie specificate pentru un an anume, deoarece mișcarea precesională schimbă continuu coordonatele măsurate.
