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Orientacin AstronmicaLa esfera celeste

Jorge I. ZuluagaAstronoma Bsica

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Recordemos

Orientacin astronmica: capacidad para determinar orientacin dela esfera celeste, puntos y crculos de referencia

Orientacin requiere: Posicin en la Tierra: Latitud, Longitud y Altura sobre el nivel del

mar del observador Orientacin cardinal: Determinacin de la direccin Norte-Sur

Puntos y crculos de referencia bsicos: Puntos cardinales Cenit, Nadir Horizonte matemtico, horizonte real Meridiano local, primera vertical

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La Esfera Celeste

Abtraccin muy til en observaciones astronmicas: todos loscuerpos celestes estn a la misma distancia, adosados a unaesfera imaginaria

ESFERA CELESTE La esfera celeste ser el tablero sobre el que tracemos puntos y

lneas que nos servirn de referencia para la descripcin

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Hay dos formas de construir los principales elementos de la esferaceleste: Desde el observadory la experiencia diaria del cielo Como la proyeccin sobre la esfera de circulos y planos de

referencia en la Tierra y el espacio

En esta parte utilizaremos el primero al estar ms cerca a laexperiencia cotidiana

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El movimiento diurno

El primer hecho bsico que debemos reconocer:Todos los cuerpos celestes se mueven en el cielo respecto al

observador!

El movimiento de todos los objetos es casi cclico: Al Sol le toma por ejemplo: 24 horas (DA SOLAR) A una estrella le toma: 23 horas 56 minutos (DA SIDERAL) A la Luna le toma: ap. 25 horas (DA LUNAR)

Las diferencias en los ciclos indican que estos cuerpos no

necesariamente se encuentran quietos unos respecto de otros Las estrellas fijas: guardan siempre su posicin relativa, unas

respecto de otras... las constelaciones no han cambiado en el transcurso de la

historia

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Los planetas (la Luna y el Sol): se mueven respecto de lasestrellas fijas...

cuerpos errantes

A pesar de ello el ciclo de casi todos los cuerpos es deaprox. 360g/24 horas = 15g/hora

Cuntos grados avanza el Sol en el cielo durante el transcurso del

da?...Resp. 12 horas x 15g/hora = 180g!

El camino que siguen los cuerpos en el cielo es un crculo!Circulo diario

El tamao de ese circulo es diferente para todos cuerpos diferentes

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Caracterticas de los circulos diarios: Todos estn centrados en dos punto en el cielo (dependiendo de

que tan al Norte o al Sur este el objeto):

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Los polos celestes

En general los circulos diarios estn inclinados respecto a lavertical

El punto por el cul el circulo diario sale del horizonte: punto por elque sale el cuerpo

Punto de orto El punto por el cul el circulo diario se pone por el horizonte:

punto por el que se pone el cuerpoPunto de ocaso

La longitud del circulo diario por encima del horizonte (circulodiurno) depende de que tan al norte o al sur este un cuerpo...

en Medelln entre ms al Norte este un objeto ms tiempo estarsobre el horizonte y menos tiempo debajo del horizonte

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El circulo diario de una estrella siempre es el mismo

El circulo diario del Sol, la Luna y los planetas cambia da con da

Hay un crculo diaro mayor: El Ecuador Celeste

El crculo que pasa por los puntos oriente-occidente

Este crculo divide en dos mitades exactamente el cielo,hemisferio norte y hemisferio sur

Los cuerpos en el cielo que llegan al meridiano local al mismotiempo se dice que estn en el mismo meridiano

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Todas estas observaciones nos permiten definir un sistema depuntos y circulos de referencia nuevos basados en el movimientodiario

Polos norte y sur celeste: Centro de todos los circulos diarios Extremos de la esfera celeste con relacin al Ecuador Como el ecuador esta inclinado en general, el polo norte (o el

polo sur) puede (o no) ser visible desde un lugar En el hemisferio norte se ve el polo norte celeste En el hemisferio sur se ve el polo sur celeste

Por una casualidad increible cerca al polo norte celeste hayuna estrella: polaris

La estrella polar La brjula astronmica por excelencia!

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Paralelos celestes Son todos los circulos diarios posibles en el cielo Cada cuerpo se mueve sobre su propio paralelo celeste Hay paralelos norte y paralelos sur

Ecuador celeste: Es el circulo diario ms grande: el paralelo ms grande Pasa por los puntos cardinales Oriente-Occidente Esta inclinado respecto a la primera vertical un ngulo igual a la

latitud geogrfica del lugar Un cuerpo sobre el ecuador se demora exactamente 12 horas

para recorrer el cielo visible

Meridianos celestes: Formados por todos los cuerpos que pasan por el meridiano

local al mismo tiempo Circulos perpendiculares a los paralelos que pasan por el polo

norte celeste

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En trminos de esta referencia podemos decir

Las estrellas fijas mantienen siempre el mismo meridiano y elmismo paralelo

Los planetas (la Luna y el Sol) cambian continuamente deparalelo y meridiano

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Sistemas de posicionamiento en el cielo

Indicar o determinar la posicin de un cuerpo en el cielo es muyimportante...

especialmente para encontrar el lugar en el que se encuentrancuerpos que no podemos ver fcilmente

Cometas, galaxias, asteroides

Para indicar el lugar de un cuerpo en el cielo se necesitan 2nmeros

Coordenadas Celestes

La manera como se determinan esos nmeros dependen de los

puntos y crculos de referencia que usemosSistemas de coordenadas celestes

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En Astronoma se definen distintos sistemas de coordenadascelestes

Sistemas de coordenadas horizontal, ecuatorial-local, ecuatorial-absoluto, eclptica, galctica

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Sistema de coordenadas horizontal

Puntos y crculos de referencia: el horizonte y los punto cardinales

Las coordenadas: Altura (alt, h):

ngulo formado por el cuerpo respecto del horizonte Puede ser:

0g : El cuerpo esta sobre el horizonte matemtico 90g: El cuerpo esta exactamente en el cenit

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Preguntas: cul es la altura de la estrella polar? cul es la altura del

punto en el que se intersectan el ecuador y el meridiano local?

Acimut (az, A): Posicin entre los puntos cardinales de la vertical del cuerpo

(circulo perpendicular al horizonte y que pasa por el cuerpo) ngulo desde el norte hasta la vertical medido de norte a oriente Puede ser:

0g: El cuerpo se encuentra en el meridiano local y del ladonorte del cielo

90g: el cuerpos esta en la primera vertical, en el oriente

180g: el cuerpo esta en el meridiano local y del lado sur delcielo 270g: el cuerpo esta en la primera vertical en el occidente 360g = 0g

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Las verticales son crculos mximos que tienen el mismo acimut

El acimut de los cuerpos cambia todo el tiempo: Cuando el acimut esta entre 0g y 180g el cuerpo no ha

culminado (esta del lado oriental del cielo) Cuando el acimut esta entre 180g y 360g el cuerpo ya culmino

(esta del lado occidental del cielo)

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Sistema de coordenadas ecuatorial (local)

Puntos y circulos de referencia: polos, ecuador y meridiano local

Las coordenadas:

Declinacin (dec, d, ): Indica que tan lejos o cerca del ecuador celeste esta el paralelo

(circulo diario) de un cuerpo Puede ser:

0g: El cuerpo esta sobre el ecuador Positivo: El cuerpo esta al norte del ecuador +90g: El polo norte celeste Negativo: El cuerpo esta al sur del ecuador -90g: El polo sur celeste

Los paralelos tienen la misma declinacin celeste

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ngulo horario (ah, H): ngulo entre el meridiano del cuerpo y el meridiano local medido

hacia el oriente

? Mejor: cunto ngulo le falta al cuerpo para culminar An mejor: (convirtiendo el ngulo en grados) cunto tiempo le

falta al cuerpo para culminar

Puede ser: 0g, 0h: El cuerpo esta en el meridiano 15g, 1h: El meridiano del cuerpo esta a 15g del meridiano local

o al cuerpo le falta 1h para culminar 90g, 6h: El cuerpo esta cas sobre el horizonte oriental

(depende de la latitud), le faltan 6 horas para culminar 180g, 12h: El cuerpo esta debajo del horizonte en el meridiano

local

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270g, 18h: El cuerpo esta casi sobre el horizonte occidental(depende de la latitud) le faltan 18 horas para culminar O yapasaron 6 horas desde que culmino

359g, 23h56m: El cuerpo acaba de pasar por el meridiano local

Curiosidad: los meridianos marcados con el angulo horarioforman una especie de reloj celeste...

Cada meridiano es una hora diferente, empezando en 0 en el

meridiano local

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Cmo se relacionan estos dos sistemas de coordenadas

La relacin entre los sistemas de coordenadas suele ser algo

compleja Saber como pasar de un sistema a otro sin embargo es una

habilidad que a veces puede resultar muy til Algunas claves:

Puntos extremos: Polo norte celeste:

(H,d) = (0h,+90g) (h,A) = (lat.,0g) Punto cardinal oriente:

(h,A) = (0g,90g) (H,d) = (6h,0g) Interseccin del ecuador con el meridiano local

(H,d) = (0h,0g) (h,A) = (90-lat,180g) Se puede construir para cada lugar un diagrama para pasar de un

sistema a otro sistema de manera sencilla

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Referencias

Construccin de un modelo de la esfera celestehttp://www.practicalphysics.org/go/Experiment_774.html

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http://www.practicalphysics.org/go/Experiment_774.htmlhttp://www.practicalphysics.org/go/Experiment_774.html

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