Polii cerești și ecuatorul ceresc

Pentru a ne ajuta să ne orientăm pe cerul care se rotește, astronomii folosesc un sistem care extinde punctele axei Pământului spre cer. Imaginează-ți o linie care trece prin Pământ, conectând Polul Nord și Polul Sud. Aceasta este axa Pământului, iar Pământul se rotește în jurul acestei linii. Dacă extindem această linie imaginară în afară de Pământ, punctele în care această linie intersectează sfera cerească se numesc pol ceresc nord și pol ceresc sud. Pe măsură ce Pământul se rotește în jurul axei sale, cerul pare să se întoarcă în direcția opusă în jurul acelor poli cerești (Figura 2.4). De asemenea, (în imaginația noastră) proiectăm ecuatorul Pământului pe cer și numim acest lucru ecuatorul ceresc. Se află la jumătatea distanței dintre polii cerești, la fel cum ecuatorul Pământului se află la jumătatea distanței dintre polii planetei noastre.

Figura 2.4 Ciclicitatea Polului Sud Ceresc. Această fotografie cu expunere lungă arată urme lăsate de stele ca urmare a rotației aparente a sferei cerești în jurul polului ceresc sudic. (În realitate, Pământul este cel care se rotește.)

Acum să ne imaginăm cum ne afectează vederea cerului călătoria pe diferite părți ale Pământului nostru care se rotește. Mișcarea aparentă a sferei cerești depinde de latitudinea ta (poziția la nord sau la sud de ecuator). În primul rând, observați că axa Pământului este îndreptată către polii cerești, astfel încât aceste două puncte de pe cer nu par să se rotească.

Dacă ați sta la Polul Nord al Pământului, de exemplu, ați vedea polul nord ceresc deasupra capului, la zenit (Figura 2.5). Ecuatorul ceresc, la 90° de polii cerești, s-ar afla de-a lungul orizontului tău. Pe măsură ce priveai stelele în cursul nopții, toate se învârteau în jurul polului ceresc, fără să se ridice sau să apună niciuna. Doar acea jumătate a cerului la nord de ecuatorul ceresc este vizibilă vreodată unui observator de la Polul Nord. În mod similar, un observator de la Polul Sud ar vedea doar jumătatea de sud a cerului.

Dacă ai fi la ecuatorul Pământului, pe de altă parte, vezi ecuatorul ceresc (care, la urma urmei, este doar o „prelungire” a ecuatorului Pământului) trecând deasupra capului prin zenitul tău. Polii cerești, aflându-se la 90° de ecuatorul ceresc, trebuie să se afle apoi în punctele nord și sud de pe orizontul tău. Pe măsură ce cerul se rotește, toate stelele răsar și apun; se deplasează drept în sus din partea de est a orizontului și se așează drept în jos pe partea de vest. Într-o perioadă de 24 de ore, toate stelele se află deasupra orizontului exact jumătate din timp. (Desigur, în unele dintre aceste ore, Soarele este prea strălucitor pentru ca noi să le vedem.)

Ce ar vedea un observator de la latitudinile Statelor Unite sau Europei? Amintiți-vă, nu suntem nici la polul Pământului, nici la ecuator, ci între ele. Pentru cei din Statele Unite continentale și Europa, polul nord ceresc nu este nici deasupra, nici la orizont, ci între ele. Apare deasupra orizontului nordic la o înălțime unghiulară, sau altitudine, egală cu latitudinea observatorului. În San Francisco, de exemplu, unde latitudinea este de 38° N, polul nord ceresc se află la 38° deasupra orizontului nordic.

Pentru un observator la 38° N latitudine, polul ceresc sudic se află la 38° sub orizontul sudic și, prin urmare, nu este niciodată vizibil. Pe măsură ce Pământul se rotește, întregul cer pare să pivoteze în jurul polului nord ceresc. Pentru acest observator, stelele aflate la 38° de Polul Nord nu apun niciodată. Sunt mereu deasupra orizontului, zi și noapte. Această parte a cerului se numește zona circumpolară nordică. Pentru observatorii din Statele Unite continentale, Carul Mare, Carul Mic și Cassiopeia sunt exemple de grupuri de stele din zona circumpolară nordică. Pe de altă parte, stelele aflate la 38° de polul ceresc sudic nu răsar niciodată. Acea parte a cerului este zona circumpolară sudică. Pentru majoritatea observatorilor din SUA, Crucea de Sud se află în acea zonă. (Nu vă faceți griji dacă nu sunteți familiarizat cu grupurile de stele tocmai menționate; le vom prezenta mai formal mai târziu.)

În acest moment special din istoria Pământului, se întâmplă să fie o stea foarte aproape de polul nord ceresc. Se numește Polaris, Steaua Polară, și are distincția de a fi steaua care se mișcă cel mai puțin pe măsură ce cerul nordic se rotește în fiecare zi. Deoarece s-a mișcat atât de puțin în timp ce celelalte stele s-au mișcat mult mai mult, a jucat un rol special în mitologia mai multor triburi de nativi americani, de exemplu (unii au numit-o „elementul de fixare al cerului”).

Bazele astronomiei Care este unghiul tău? Astronomii măsoară cât de departe apar obiectele pe cer folosind unghiuri. Prin definiție, există 360° într-un cerc, deci un cerc care se întinde complet în jurul sferei cerești conține 360°. Semisferă sau cupola cerului conține apoi 180° de la orizont la orizontul opus. Astfel, dacă două stele sunt la o distanță de 18°, separarea lor se întinde pe aproximativ 1/10 din cupola cerului. Pentru a vă oferi o idee despre cât de mare este un grad, Luna plină are aproximativ jumătate de grad. Aceasta este aproximativ lățimea celui mai mic deget (degetul mic) văzut la lungimea brațului.