نجوم: سیستم های مختصات – بلاگ دیتریش (استراتو)

متعلق به: نجوم
همچنین نگاه کنید به: بردار فضا ، اندازه گیری زمان ، معیارها ، عنصر خط ، هندسه ، انحنای فضا-زمان
مورد نیاز: افزونه لاتکس وردپرس ،

نمای کلی سیستم های مختصات [19659003] از سیستمهای مختصات برای شناسایی مکانها در توصیف فضای (سه بعدی) استفاده می شود.

از نظر هندسه ، می توان بین اینها تفاوت قائل شد:

• سیستمهای مختصات چارتسی (طول در محورهای راست گوشه) [19659006] مختصات قطبی و مختصات کروی (زاویه و شعاع)
• دیگران (به عنوان مثال استوانه ای …)

منشا مختصات

به طور دقیق ، همیشه باید بگویید که اصطلاحاً منشا سیستم مختصات است باید باشد یعنی از کجا اندازه گیری ها انجام می شود. این می تواند یک مشاهده گر در سطح زمین باشد ، که می تواند مرکز زمین باشد (ژئوسنتریک) و غیره. اما از آنجا که ما در نجوم به طور معمول با اجرام بسیار دور دست و پنجه نرم می کنیم ، تفاوت های کوچک در منشا مختصات واقعاً مهم نیست. اگر دقیق تر یکی اندازه گیری شود ، اختلافات کوچکتر ناشی از جابجایی منبع مختصات وارد عمل می شوند. این را اختلاف منظر می نامند.

کلاسیک از مدرسه: محور x و محور y

در صفحه دو بعدی ، اشیا ge هندسی و روند توابع را می توان با یک سیستم مختصات xy (به عنوان مثال چارتسی) به خوبی توصیف کرد.

کلاسیک برای دوستداران ستاره: ارتفاع و آزیموت

مکان یک جسم در آسمان با دو زاویه (یعنی کروی) نشان داده می شود: زاویه ارتفاع (ارتفاع) ؛ یعنی چند درجه بالاتر از افق و جهت قطب نما (ازیموت) ؛

به عنوان مخفف این سیستم مختصات ، از AltAz

استفاده می شود. در این سیستم مختصات AltAz می توان روند روزانه ستاره ها را توصیف کرد خوب بنابراین افزایش (h = 0) ، اوج (A = 180 درجه) ، تنظیم (h = 0).

بنابراین این سیستم مختصات AltAz توسط یک صفحه ، صفحه افق و یک نقطه صفر ، نقطه شمالی تعریف می شود.

سیستم مختصات AltAz

ویکی مدیا: جوشوا سسا https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Azimut_altitude.svg-1019659020] کلاسیک برای مکان های ستاره ای: افول و صعود راست [19659003] ستاره ها همچنین می گویند "ستاره های ثابت" برای تشخیص آنها از اجرام آسمانی کاملاً متحرک مانند سیارات و غیره باید در واقع مختصات ثابت داشته باشند زیرا ثابت هستند. به طور دقیق ، ستاره های ثابت کمی حرکت می کنند ، اما فعلاً در اینجا غفلت می کنیم.

سیستم مختصات از مختصات جغرافیایی که از زمین می شناسیم (طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی) استفاده می کند و آنها را به آسمان فرافکنی می کند. این به ما دو قطب آسمانی (شمال و جنوب) و همچنین خط استوا را می دهد.

اصطلاحاً انحطاط (δ) در آسمان از عرض جغرافیایی گرفته شده است. یعنی زاویه ای که جرم آسمانی بالاتر از خط استوائی آسمانی بالا می رود. انحطاط صفر درجه خود استوای آسمانی است. با کاهش 10 درجه ستاره ثابت کمی در شمال استوا آسمانی قرار دارد ، با انحراف 20 درجه در شمال شمالی تا انحراف 90 درجه ، جایی که جسم مستقیماً در قطب آسمانی.

از طول جغرافیایی ، در آسمان به اصطلاح صعود راست (α) است. برای این زاویه دوم شما به یک نقطه صفر نیاز دارید که بتوانید از آن اندازه بگیرید. روی زمین ، توافق نامه ای در مورد رصدخانه گرینویچ حاصل شده است ، بنابراین باید طول صفر درجه داشته باشد. اگر از آنجا به شرق بروید ، به عنوان مثال در 10 درجه طول شرقی در هامبورگ روی پل لمبارد خواهید رسید. در آسمان ، یک نقطه کاملاً مشخص روی استوا آسمانی ، به اصطلاح نقطه بهار ، به عنوان نقطه صفر صعود درست گرفته می شود. خط استوا بهار تقاطع استوای آسمانی با دایره البروج ، یعنی مسیر خورشید (با دیسک) است. دایره البروج خط استوای آسمانی را در دو نقطه قطع می کند: نقطه چشمه ای که دایره البروج خط استوای آسمانی را از جنوب به شمال قطع می کند و نقطه پاییزی جایی که دایره البروج از خط استوا آسمانی از شمال به جنوب عبور می کند. یک صفحه ، صفحه استوا و یک نقطه صفر ، اعتدال بهاری.

مختصات صعود صحیح معمولاً به جای درجه (360 درجه برای یک دایره کامل) در "ساعت" (24 ساعت برای یک دایره کامل) داده می شود.

اگر کسی مختصات صعود و سقوط صحیح باشد ، در مورد " سیستم مختصات استوایی چرخش " صحبت می شود.

متأسفانه ، نقطه صفر عروج راست ، اعتدال بهاری ، کاملاً مناسب نیست هنوز ثابت شده به دلیل تأثیرات مختلف ، این اعتدال بهاری هر 25،800 سال یکبار در سراسر آسمان حرکت می کند. در دوران باستان (2150 سال پیش) ، به عنوان مثال ، اعتدال بهاری در صورت فلکی برج حمل بود ، امروز اعتدال بهاری در صورت فلکی ماهی است. بنابراین ، اگر می خواهید دقیق باشید ، همیشه باید سالی را انتخاب کنید که نقطه بهار مختصات کاهش و صعود درست باشد. این دوره "دوره" نیز نامیده می شود. امروزه مختصات اغلب با دوره 2000.0 ارائه می شوند. قبلاً 1950.0 و غیره بود.

زاویه ساعت به جای صعود راست

اگر بخواهم جسمی را در آسمان پیدا کنم (مثلاً با دوربین شکاری یا تلسکوپ یا …) مختصات انحراف و صعود راست کاربرد چندانی ندارند ، زیرا بله ثابت می مانند و جسم دائماً در حال تغییر موقعیت خود به عنوان یک تصویر آینه ای از چرخش زمین است. این حرکت روزانه ستارگان نامیده می شود. به جای صعود صحیح ، فرد اصطلاحاً زاویه ساعت را می گیرد که فاصله زاویه ای جسم از نصف النهار است.

بنابراین این سیستم مختصات توسط یک صفحه ، صفحه استوا و یک نقطه صفر تعریف می شود ، نصف النهار.

اگر زاویه ساعت و هنگام کاهش استفاده شود ، می توان از " سیستم مختصات استوایی در حال استراحت " صحبت کرد.

"در حال استراحت" یا "چرخش" ، سیستم مختصات با محورهای مختصات همیشه منظور است ، نه اشیایی که توسط سیستم مختصات مالیده می شوند. "استراحت" به معنای مشاهده گر ثابت روی زمین است.

اگر صعود صحیح یک جسم مشخص باشد ، زاویه ساعت این جسم به راحتی قابل محاسبه است:

زاویه ساعت = زمان جانبی – صعود راست [19659004] جایی که زمان جانبی "Time Siderial Local" باشد ، زاویه ساعت خورشید متوسط ​​در یک مکان مشخص روی زمین است. بنابراین شما باید زمان مدنی (قانونی) منطقه زمانی محلی را به زمان محلی محلی در سایت مشاهده تبدیل کنید. این نیاز به طول جغرافیایی دارد.

مختصات دایره البروج

اگر کسی صفحه استوایی را به عنوان صفحه مرجع سیستم مختصات در نظر نگیرد ، بلکه صفحه دایره البروج باشد ، از عرض دایره البروج (β) و طول دایره البروج صحبت می شود ( λ) ، با نقطه صفر طول دایره البروج نیز توسط اعتدال بهاری تعیین می شود.

بنابراین این سیستم مختصات توسط یک صفحه ، صفحه دایره البروج و یک نقطه صفر ، اعتدال بهاری تعریف می شود.

ICRS سیستم مرجع آسمانی بین المللی

سیستم مرجع آسمانی بین المللی ( ICRS ) سیستم مختصات نجومی است که توسط اتحادیه نجوم بین المللی (IAU) به تصویب رسیده است

مبدا مختصات مرکز است از نظر جاذبه منظومه شمسی ، از محورهای مختصات به عنوان "ثابت" فضا یاد می شود.

مختصات ICRS تقریباً با مختصات استوایی برابر است. noktikum J2000.0 انحرافات عبارتند از:

• قطب شمال در ICRS 17.3 ± 0.2 میلی ثانیه ثانیه در جهت 12 ساعت و 5.1 ± 0.2 میلی ثانیه ثانیه در در جهت 18 ساعته.

• اعتدال بهاری از نقطه صفر صعود راست ICRS توسط 78 ± 10 میلی ثانیه ثانیه (چرخش به دور محور قطبی) منتقل می شود.

برای طول موج های رادیویی ، ICRS در حال حاضر توسط قاب مرجع خارج کهکشانی نشان داده شده است ، که مرجع بین المللی آسمانی (ICRF3 فعلی) را اجرا کرده است. ICRF3 مبتنی بر صدها منبع رادیویی خارج کهکشانی است. بیشتر کوازارها ، در سراسر آسمان پخش شده است. از آنجا که بسیار دور هستند ، با فناوری فعلی ما ثابت به نظر می رسند ، اما موقعیت آنها را می توان با استفاده از تداخل سنجی بسیار طولانی (VLBI) بسیار دقیق اندازه گیری کرد. بیشتر موقعیت ها را می توان به 0.001 ثانیه قوس یا بهتر تعیین کرد.

برای طول موج های نوری ، ICRS در حال حاضر توسط Hipparcos Celestial Reference Frame (HCRF) اجرا می شود. HCRF زیر مجموعه ای تقریباً 100000 ستاره ای در فهرست Hipparcos است. قاب مرجع Gaia -CRF2 مبتنی بر مشاهده بیش از نیم میلیون منبع خارج کهکشانی توسط فضاپیمای گاجا است. این Gaja-CRF2 در سال 2018 منتشر شد و به عنوان "اولین تحقق نوری کامل لبه دار ICRS ، یعنی یک قاب مرجع نوری که فقط در منابع خارج کهکشانی ساخته شده است" توصیف شده است.

منبع: ویکی پدیا https: / / fa .wikipedia.org / wiki / International_Celestial_Reference_System

تبدیل بین سیستم های مختصات

از AltAz (h ، A) به حالت استوایی خاموش (افول ، زاویه ساعت)

این دو سیستم مختصات کروی هستند که در یک زاویه قرار دارند. φ ، عرض جغرافیایی.
تبدیل با کمک مثلثات کروی انجام می شود: کسینوس در مثلث قطبی تنظیم شده است:

مثلث قطبی

( بزرگ گناه دلتا = sin phi cdot sin h – cos phi cdot cos h cdot cos A \ )

و

( Large tan t = frac { sin A} { sin phi cos A + cos phi tan h} \ )

اما برخی از موارد را می توان با هندسه مسطح نیز محاسبه کرد ، به عنوان مثال طول روز از طلوع آفتاب (h = 0) تا غروب آفتاب (h = 0):

( cos t = – tan phi cdot tan delta \ )

طول روز

چرخش از استوایی (افول ، صعود راست) به استوایی استراحت (افت ، زاویه ساعت)

این دو سیستم مختصات کروی هستند که نیستند متقابل متمایل هستند. فقط نقاط صفر متفاوت است:

Declination = declination

زاویه ساعت = زمان جانبی – صعود راست

از دایره البروج (عرض دایره البروج ، طول دایره البروج) تا استوایی (انحراف ، صعود راست)

دو وجود دارد سیستم مختصات کروی که با یک زاویه ε متمایل می شوند ، شیب دایره البروج:

( Large sin delta = cos epsilon cdot sin beta + sin epsilon cdot cos beta cdot sin lambda \ )

و

( Large tan alpha = frac { cos epsilon sin lambda – sin epsilon tan beta} { cos lambda} \ )