Noční obloha, souhvězdí a nebeská sféra

Průvodce orientací na nebeské klenbě: nebeská sféra, rovníkové souřadnice, cirkumpolární souhvězdí a hledání nebeských pokladů.

Obsah hesla

[Rejstřík]

1.První pohled na noční oblohu
2.Jak se orientovat: Najděte Polárku
3.Cirkumpolární a sezónní souhvězdí
4.Ekliptika a zvířetník

První pohled na noční oblohu #

Když za jasné bezměsíčné noci pohlédneme daleko od městského osvětlení na temnou oblohu, spatříme tisíce třpytivých bodů. Naše předky tento pohled fascinoval po tisíciletí. Spojovali hvězdy do myšlených obrazců a postav – souhvězdí –, kterým vdechli jména svých bohů, bájných hrdinů a zvířat.

V moderní astronomii již souhvězdí nejsou jen poetickými spojnicemi hvězd, ale přesně vymezenými oblastmi na nebi s pevnými hranicemi. V roce 1922 Mezinárodní astronomická unie (IAU) rozdělila celou nebeskou klenbu na 88 oficiálních souhvězdí. Každý bod na nebi, každá hvězda i vzdálená galaxie leží právě v jednom z těchto 88 souhvězdí.

Jak se orientovat: Najděte Polárku #

Základním orientačním bodem pro každého pozorovatele na severní polokouli je Polárka (Severka). Polárka leží téměř přesně nad severním zeměpisným pólem Země. Zatímco se celá obloha v důsledku rotace Země během noci zdánlivě otáčí od východu k západu, Polárka zůstává nehybně stát na jednom místě a ukazuje přesný sever.

Jak ji najít?

Na severní obloze vyhledejte nejznámější obrazec – Velký vůz (který tvoří sedm nejjasnějších hvězd souhvězdí Velké medvědice).
Spojte dvě zadní kola vozu (hvězdy Merak a Dubhe).
Tuto pomyslnou vzdálenost protáhněte pětkrát vzhůru. Narazíte na osamocenou hvězdu střední jasnosti – to je Polárka na konci oje Malého vozu.

Výška Polárky nad obzorem ve stupních přesně odpovídá vaší zeměpisné šířce (například v Praze je to přibližně $50^\circ$ ).

Cirkumpolární a sezónní souhvězdí #

Kvůli rotaci a oběhu Země kolem Slunce dělíme souhvězdí na:

Cirkumpolární souhvězdí: Souhvězdí ležící blízko Polárky, která nikdy nezapadají pod obzor. Ve střední Evropě je vidíme po celý rok v kteroukoli roční dobu (Velká medvědice, Kasiopeja s tvarem písmene W, Cefeus, Drak).
Sezónní souhvězdí: V průběhu roku se s oběhem Země kolem Slunce noční strana naší planety natáčí k různým částem vesmíru:
- Jaro: Dominuje souhvězdí Lva s jasnou hvězdou Regulus a Panna se Spikou.
- Léto: Slavný Letní trojúhelník tvořený třemi zářícími hvězdami: Vega (souhvězdí Lyry), Deneb (Labuť) a Altair (Orel). Mezi nimi se klene stříbřitý pás naší Mléčné dráhy.
- Podzim: Velký čtverec souhvězdí Pegase a sousední Andromeda, kde lze pouhým okem spatřit mlhavý obláček Galaxie v Andromedě.
- Zima: Nejkrásnější obloha roku s dominantním bájným lovcem Orionem (s červeným veleobrem Betelgeuze), Býkem s hvězdokupou Plejády a nejjasnější hvězdou noční oblohy Siriem ve Velkém psovi.

Ekliptika a zvířetník #

Pás na obloze, po kterém se během roku zdánlivě pohybuje Slunce, se nazývá ekliptika. V těsné blízkosti této pomyslné linie se pohybují také Měsíc a všechny planety (Jupiter, Saturn, Venuše, Mars), protože celá Sluneční soustava leží v jedné ploché rovině. Ekliptika prochází 13 souhvězdími (12 tradičních znamení zvířetníku a Hadonoš).

Odborný astrofyzikální text včetně stavových rovnic, efemerid a spektrální klasifikace.

Profi režim

Sférická astronomie a souřadnicové systémy #

K jednoznačnému určení polohy objektu na nebeské sféře se využívají dva hlavní ortogonální souřadnicové systémy:

1. Obzorníkový (horizontální) systém #

Základní rovinou je ideální horizont pozorovatele:

Výška nad obzorem ( $h$ ): úhlová výška od horizontu ( $h = 0^\circ$ ) k zenitu ( $h = +90^\circ$ ). Často se používá zenitová vzdálenost $z = 90^\circ - h$ .
Azimut ( $A$ ): úhel měřený podél obzoru od severního (nebo jižního) bodu po směru hodinových ručiček ( $0^\circ$ až $360^\circ$ ).

Tento systém je závislý na zeměpisné poloze pozorovatele a čase.

2. Rovníkový (ekvatoriální) systém 2. druhu #

Nezávislý na rotaci Země a poloze pozorovatele (spojený s nebeským rovníkem promítnutým ze zemského rovníku do nekonečna):

Deklinace ( $\delta$ ): úhlová vzdálenost od nebeského rovníku ( $\delta \in [-90^\circ, +90^\circ]$ ). Severní pól má $\delta = +90^\circ$ (Polárka má $\delta \approx +89^\circ 21'$ ).
Rektascenze ( $\alpha$ neboli RA): úhel měřený podél nebeského rovníku směrem na východ od jarního bodu $\gamma$ (Vernal Equinox). Vyjadřuje se v časových jednotkách ( $0^{\mathrm{h}}$ až $24^{\mathrm{h}}$ , kde $1^{\mathrm{h}} = 15^\circ$ , $1^{\mathrm{m}} = 15'$ , $1^{\mathrm{s}} = 15''$ ).

Transformace souřadnic (sférický trojúhelník) #

Přechod mezi obzorníkovými souřadnicemi $(h, A)$ a rovníkovými souřadnicemi $(\delta, t)$ (kde $t = \mathrm{LST} - \alpha$ je místní hodinový úhel a $\phi$ je zeměpisná šířka) se řídí Besselovými vzorci sférické trigonometrie:

\sin h = \sin\phi \sin\delta + \cos\phi \cos\delta \cos t

\cos h \sin A = -\cos\delta \sin t

\cos h \cos A = -\cos\phi \sin\delta + \sin\phi \cos\delta \cos t

Podmínka cirkumpolarity tělesa (těleso nikdy nezapadá, $h_{\mathrm{min}} > 0$ ):

\delta > 90^\circ - \phi

Pro pozorovatele v ČR ( $\phi \approx 50^\circ\text{ N}$ ) jsou cirkumpolární všechny hvězdy s deklinací $\delta > +40^\circ$ . Objekty s $\delta < -(90^\circ - \phi) = -40^\circ$ (např. Jižní kříž) nikdy nevycházejí nad obzor.

Precese zemské osy #

Zemská rotační osa vykazuje v důsledku gravitačního působení Měsíce a Slunce na rovníkové zduření Země gyroskopickou precesi s periodou Platónského roku ( $T_{\mathrm{prec}} \approx 25,772\text{ let}$ ).

V důsledku precese se jarní bod $\gamma$ posouvá podél ekliptiky rychlostí $\approx 50,3''$ za rok, což způsobuje pomalý posun rovníkových souřadnic všech hvězd. Proto se katalogy hvězd a astronomické efemeridy vždy vztahují ke standardní časové epoše (v současnosti J2000.0).

Literatura a vědecké reference

Spherical Astronomy. Cambridge University Press (1985)[online]
The Constellations. International Astronomical Union (IAU) Official Resolution (1930)[online]
Astronomical Algorithms. Willmann-Bell, 2nd Edition (1998)[online]
Fundamental Astronomy. Springer-Verlag, 6th Edition (2017)[online]

Počet oficiálních souhvězdí

88 (definováno Mezinárodní astronomickou unií IAU v roce 1922)

Klíčová navigační hvězda

Polárka (Severka, α Ursae Minoris, vzdálenost ~ 430 ly)

Základní vodítko

Velký vůz (součást souhvězdí Velké medvědice)

Ekliptika

Zdánlivá roční dráha Slunce na nebeské sféře (prochází 13 souhvězdími)

Nejjasnější hvězda oblohy

Sirius (α Canis Majoris, zdánlivá magnituda -1,46 mag)

Nebeské souřadnice

Rektascenze α (hodiny, minuty, sekundy), Deklinace δ (stupně, úhlové minuty)

Sklon ekliptiky k rovníku ε

23° 26' 11'' (precesní cyklus platónského roku ~ 25 772 let)

Cirkumpolární podmínka

Deklinace δ > 90° - φ (kde φ je zeměpisná šířka pozorovatele)

Jarní bod ( Vernal Equinox γ)

Počátek souřadnicové sítě (rektascenze α = 0h, deklinace δ = 0°)

Hvězdný čas ( L S T)

LST = α + H (kde H je hodinový úhel tělesa)

Zenit a Nadir

Průsečíky místní svislice s nebeskou sférou (výška h = +90° a -90°)

Noční obloha, souhvězdí a nebeská sféra

Obsah hesla

První pohled na noční oblohu #

Jak se orientovat: Najděte Polárku #

Cirkumpolární a sezónní souhvězdí #

Ekliptika a zvířetník #

Sférická astronomie a souřadnicové systémy #

1. Obzorníkový (horizontální) systém #

2. Rovníkový (ekvatoriální) systém 2. druhu #

Transformace souřadnic (sférický trojúhelník) #

Precese zemské osy #

Literatura a vědecké reference

AstroHub Podpora

Váš nákupní košík

Noční obloha, souhvězdí a nebeská sféra

Obsah hesla

První pohled na noční oblohu #

Jak se orientovat: Najděte Polárku #

Cirkumpolární a sezónní souhvězdí #

Ekliptika a zvířetník #

Sférická astronomie a souřadnicové systémy #

1. Obzorníkový (horizontální) systém #

2. Rovníkový (ekvatoriální) systém 2. druhu #

Transformace souřadnic (sférický trojúhelník) #

Precese zemské osy #

Literatura a vědecké reference

Související hesla v AstroWiki

AstroHub Podpora

Váš nákupní košík