Coordenades celestes

Les coordenades celestes són qualsevol sistema de coordenades que s'utilitza per a determinar la posició d'un cos sobre l'esfera celeste. Segons els punts de referència que s'escullin es poden utilitzar diferents sistemes de coordenades. La raó per la qual hi ha diferents referències per determinar un mateix punt és que les coordenades geocèntriques serveixen per distingir qualsevol punt respecte on ens trobem, però els càlculs sobre les òrbites dels cossos celestes es fan molt complicades. Es fa més senzill (que no fàcil) si es pren la referència del punt segons el que orbita el cos a estudiar.

Classificació dels sistemes de coordenades celestes

Segons el sistema de coordenades

Sistemes basats en coordenades cartesianes

En les coordenades rectangulars o cartesianes es prenen tres eixos-x, y, z-perpendiculars entre si, i que es creuen en un punt origen que pot ser el Sol (Coordenades heliocèntriques) o la Terra (Coordenades geocèntriques). Per exemple un punt P (x, y, z). S'empren en alguns casos per al Sistema Solar. La seva unitat és la Unitat Astronòmica UA o també el km.

Sistemes basats en coordenades esfèriques

Les coordenades esfèriques són emprades per superfícies esfèriques, la superfície d'un planeta o qualsevol punt de l'esfera celeste.

Per situar un punt a l'espai es necessita dos angles i una distància.

Per exemple un punt $P (r, \phi, \theta)$ que forma un angle $\Phi$ amb l'eix $x$ i un angle $\theta$ amb l'eix $z$, es relaciona amb les coordenades cartesianes mitjançant:

$x=r \times \cos (\phi)\times \sin (\theta) \,$

$y=r \times \sin (\phi)\times \sin (\theta) \,$

$z=r \times \cos (\theta) \,$

La major part de coordenades celestes són coordenades esfèriques.

En Astronomia la posició d'un cos es determina ordinàriament mitjançant coordenades polars o esfèriques. No obstant això i atès que en principi la distància r no és important, ja que per a observar-lo només ens cal saber sobre quina recta es troben els dos punts (observadora i observat), només ens preocuparà la direcció OP de l'astre, determinable mitjançant dues coordenades angulars. El que fem és projectar tots els astres sobre una esfera imaginària de radi arbitrari, que s'anomena esfera celeste. Aquesta esfera està centrada en l'observadora. En realitat l'observadora, prescindint d'irregularitats topogràfiques només veu una semiesfera celeste, limitada per un pla que passa pel peu de l'observadora i que talla l'esfera celeste en un cercle anomenat horitzó.

Segons la posició del centre de referència

El fet d'utilitzar diversos centres de referència es basa en calcular diferents paràmetres orbitals de qualsevol cos celeste. La referència del focus de la seva òrbita pot ajudar a distingir la distància a la que es troba, calcular la seva trajectòria, la referència baricèntica permet diferenciar millor si hi ha interacció gravitatòria amb altres cossos celestes, mentre que les coordenades geocèntriques ens permet distingir la posició del cos a observar respecte el lloc on ens trobem.

Segons el punt de referència escollit es distingeixen en:

• Coordenades topocèntriques: El seu centre és el propi observadora, pel que es fan imprescindibles en els software d'observacions astronòmiques.
• Coordenades geocèntriques: Centrades en el centre de la Terra. S'utilitza per calcular les trajectòries de la Lluna i dels satèl·lits artificials que orbiten al voltant de la Terra. Són les coordenades més utilitzades per observar els cossos celestes.
• Coordenades heliocèntriques: El centre de referència és el el Sol. Emprat pels cossos del Sistema Solar
• Coordenades baricèntriques: El seu origen és el centre de masses del Sistema Solar.
• Coordenades galàctiques: Se centren en el centre de la nostra galàxia que des de la nostra posició en el Sol, es troba en la constel lació de Sagitari. Vàlid per als cossos de la galàxia.

Atès que els seus valors depenguin o no de la posició de l'observadora les coordenades es classifiquen en:

• Coordenades locals: Coordenades horitzontals i Coordenades horàries
• Coordenades no locals: Coordenades equatorials, Coordenades eclíptiques, Coordenades galàctiques.

Segons el pla de referència

Considerant el pla de referència es tenen:

• coordenades eclíptiques: prenen com a referència el pla de l'eclíptica i el punt Àries.

Origen: geocèntric o heliocèntric

• coordenades equatorials: prenen com a referència el pla de l'equador celeste i el punt Àries.

Origen: geocèntric

• coordenades horàries: prenen com a referència el pla de l'equador celeste i el meridià local.

Origen: topocèntric

• coordenades horitzontals: prenen com a referència el pla de l'horitzó local i els pols geogràfics.

Origen: topocèntric

Sobre la mesura d'angles

Els angles es mesuren en radiants o graus, però en astronomia també es mesuren en hores. Un angle de 1 hora té 15 ° (atès que la Terra gira els 360 ° d'una circumferència en 24 hores). L'angle horari i l'ascensió recta es podrien mesurar en graus però es mesuren en hores.

Els seus divisors són: 1 hora = 60 Minuts (')

1 Minut = 60 segons (") 1 ' = 60 "

Una relació útil és 1 ° = 4 '.

L'Ascensió recta és un angle que es mesura en hores, minuts i segons.

Així AR = 3 h 25 ' 13 " = 3,4202777 ... h = 51,304166 .. ° = 51 ° 18 '15 "

Conversió de coordenades

La conversió de coordenades celestes permet passar d'unes coordenades a altres per exemple de eclíptiques a equatorials, com una altra conversió ens permetrà passar de equatorials a horàries, les conversions successives ens permeten qualsevol transformació entre coordenades. Suposem que un dia observem un objecte en coordenades horitzontals, sí anotem la nostra posició sobre la Terra i l'instant temporal podrem arribar fins a les coordenades equatorials o eclíptiques.

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Coordenades celestes