Systémy nebeských souřadnic

Astronomové mohou díky tomu, že si celou oblohu představují jako dutou kouli, určovat polohy hvězd a planet pomocí dvojice nebeských souřadnic. Ty jsou obdobou zeměpisné délky a šířky. Při práci s nimi se astronomové nemusejí zabývat skutečnými vzdálenostmi a polohami pozorovaných vesmírných těles. Zeměpisná délka a zeměpisná šířka jsou vztaženy k nultému (Greenwichskému) poledníku, a k rovníku. K čemu jsou však staženy astronomické souřadnice?

Nejčastěji jsou k určování poloh nebeských těles používány dva souřadné systémy: tzv. "obzorníkové" a "rovníkové" souřadnice.

Obzorníkové souřadnice jsou vztaženy k té části oblohy, kterou vidí pozorovatel. Určujeme zde tzv. "výšku tělesa nad obzorem" a "azimut" tělesa vzhledem k nějakému pevnému směru, nejčastěji k severu. To jsou vždy pevně stanovené a neměnné vztažné body. Jednotkami výšky jsou stupně. Měří se v rozmezí od 0° (přímo na horizontu) až +90° (v místě nacházejícím se přímo nad místem, kde stojí pozorovatel) a -90° (v místě nacházejícím se přímo pod pozorovatelem).

Azimut je měřen rovněž ve stupních a to od severu ve směru pohybu hodinových ručiček. Takže směr na východ má azimut 90°, směr na jih 180° a směr na západ 270°. Pokud tedy dostane pozorovatel k dispozici určitý pár obzorníkových souřadnic je pro něj potom snadné nalézt dané těleso na obloze.

Hvězdy jsou ale bohužel díky rotaci Země neustále v pohybu. A protože se pohybují napříč oblohou po zakřivených drahách, je výpočet jejich obzorníkových koordinát v jakémkoli čase komplikovaný a celkem k ničemu. Jedna dvojice hodnot souřadnic totiž platí pouze pro jeden určitý časový okamžik a pro jedno konkrétní místo na povrchu Země.

Rovníkové souřadnice

Mnohem komplikovanější, ale zároveň mnohem stabilnější a užitečnější způsob určování poloh těles na obloze poskytují tzv. rovníkové souřadnice. Poloha každého tělesa na obloze je opět určena dvojicí souřadnic - tzv. "deklinací" a "rektascenzí".

Deklinace je analogií zeměpisné šířky. Měří se na nebeské sféře ve stupních na sever nebo na jih od nebeského rovníku - což je myšlená kružnice, která prochází po obloze nad pozemským rovníkem. Jelikož při tom, když se naše planeta otáčí kolem vlastní osy, se hvězdy pohybují po obloze po kružnicích paralelních s rovníkem, nemění se při tomto tzv. "denním" pohybu jejich deklinace s časem, a to ani, když zapadají nebo vycházejí.

Rektascenze (RA) je nebeským ekvivalentem zeměpisné délky - měří se rovnoběžně s nebeským rovníkem a na východ od "nebeského poledníku", který prochází jarním bodem. Rektascenze se neměří jako zeměpisná délka v úhlových stupních, ale jako čas v hodinách, minutách a sekundách. Hlavním důvodem pro používání časových jednotek je to, že rektascenze vlastně odpovídá času průchodu nebeského tělesa poledníkem počítanému od okamžiku, kdy jím prošel samotný jarní bod.

Převedení rektascenze a deklinace určitého tělesa do jeho skutečné polohy na nebi, v místě, kde se nachází pozorovatel, vyžaduje přepočet orientace nebeské sféry odpovídající tomuto konkrétnímu místu a danému času pozorování. Na zemském severním pólu je severní nebeský pól přesně nad hlavou pozorovatele a nebeský rovník se nachází přímo na jeho horizontu.

Na rovníku je situace odlišná - severní nebeský pól se nachází na horizontu směrem na jih. Nebeský rovník potom probíhá přímo nad hlavou pozorovatele.

Velkou výhodou rovníkových souřadnic je to, že rektascenze a deklinace nebeských těles se mění v důsledku změn v oběžné dráze Země jen velmi pozvolna v čase. Souřadnice tak zůstávají skoro neměnné po dobu několika desetiletí a mohou být používány jako snadné vodítko pro všechny astronomy po celém světě.