แผนที่ดาราศาสตร์

แผนที่ดาราศาสตร์การทำแผนที่เกี่ยวกับดวงดาวกาแล็กซี่หรือพื้นผิวของดาวเคราะห์และดวงจันทร์ แผนที่สมัยใหม่ประเภทนี้มีพื้นฐานมาจากระบบพิกัดที่คล้ายคลึงกับละติจูดทางภูมิศาสตร์และลองจิจูด ในกรณีส่วนใหญ่แผนที่สมัยใหม่จะถูกรวบรวมจากการสังเกตภาพถ่ายด้วยอุปกรณ์ที่ใช้บนโลกหรือด้วยเครื่องมือที่บรรทุกยานอวกาศ

ธรรมชาติและความสำคัญ

กลุ่มดาวและกลุ่มดาวที่สว่างกว่านั้นสามารถสังเกตได้ง่ายโดยผู้สังเกตการณ์ที่ฝึกหัด ร่างกายของดาวฤกษ์ท้องฟ้าที่จางกว่านั้นสามารถพบและระบุได้ด้วยความช่วยเหลือของแผนที่ดาราศาสตร์แคตตาล็อกและในบางกรณี

ชาร์ตทางดาราศาสตร์ครั้งแรกลูกโลกและภาพวาดมักถูกตกแต่งด้วยตัวเลขที่น่าอัศจรรย์พรรณนากลุ่มดาวกลุ่มดาวสว่างที่เป็นที่รู้จักซึ่งรู้จักกันในชื่อที่เลือกจากจินตนาการซึ่งมีมานานหลายศตวรรษทั้งความสุขของมนุษย์และความช่วยเหลือที่เชื่อถือได้ สุสานอียิปต์หลายแห่งของสหัสวรรษที่ 2 ก่อนคริสตศักราชรวมถึงภาพวาดของกลุ่มดาว แต่สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถถือว่าเป็นแผนที่ที่ถูกต้องได้ นักดาราศาสตร์กรีกโบราณใช้แผนที่และลูกโลก น่าเสียดายที่ไม่มีตัวอย่างอยู่รอด โลหะลูกโลกขนาดเล็กจำนวนมากจากผู้ผลิตอิสลามในศตวรรษที่ 11 เป็นต้นไปยังคงอยู่ พิมพ์ครั้งแรก planispheres (การเป็นตัวแทนของทรงกลมบนพื้นผิวเรียบ) ถูกผลิตใน 1515 และลูกโลกสวรรค์พิมพ์ปรากฏขึ้นในเวลาเดียวกัน

ดาราศาสตร์ทางไกลด้วยกล้องโทรทรรศน์เริ่มขึ้นในปี 1609 และในปลายศตวรรษที่ 17 มีการใช้กล้องโทรทรรศน์ในการทำแผนที่ดวงดาว ในส่วนหลังของศตวรรษที่ 19 การถ่ายภาพให้แรงผลักดันที่มีประสิทธิภาพในการสร้างแผนภูมิที่แม่นยำสูงสุดในปี 1950 ในการตีพิมพ์ National Geographic Society - Palomar Observatory Sky Survey ซึ่งเป็นภาพส่วนหนึ่งของท้องฟ้าที่มองเห็นได้จาก Palomar Observatory ในแคลิฟอร์เนีย.

แผนที่สมัยใหม่จำนวนมากที่ใช้โดยผู้สังเกตการณ์มือสมัครเล่นและมืออาชีพของดาวแสดงท้องฟ้า, เนบิวลามืดของฝุ่นที่คลุมเครือและเนบิวลาสว่าง (มวลของสสารที่ไม่ชัดเจนและเปล่งประกาย) แผนที่พิเศษแสดงแหล่งที่มาของรังสีคลื่นวิทยุแหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรดและวัตถุกึ่งตัวเอกที่มี redshifts ใหญ่มาก (เส้นสเปกตรัมถูกแทนที่ด้วยความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น) และภาพขนาดเล็กมาก นักดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 ได้แบ่งทั้งท้องฟ้าออกเป็น 88 ส่วนหรือกลุ่มดาว; ระบบระหว่างประเทศนี้ประมวลรหัสการตั้งชื่อดาวและรูปแบบดาวที่เริ่มขึ้นในยุคก่อนประวัติศาสตร์ แต่เดิมมีเพียงดวงดาวที่สว่างที่สุดและรูปแบบที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดเท่านั้นที่ได้รับชื่ออาจขึ้นอยู่กับลักษณะที่แท้จริงของการกำหนดค่า ตั้งแต่ศตวรรษที่ 16 ผู้เดินเรือและนักดาราศาสตร์มีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในทุกด้านที่ไม่ได้รับการออกแบบโดยสมัยก่อน

ทรงกลมสวรรค์

สำหรับผู้สังเกตการณ์ใด ๆ โบราณหรือสมัยใหม่ท้องฟ้ายามค่ำคืนจะปรากฏเป็นซีกโลกที่วางอยู่บนขอบฟ้า ดังนั้นคำอธิบายที่ง่ายที่สุดของรูปแบบดาวและการเคลื่อนที่ของวัตถุสวรรค์คือสิ่งที่ปรากฏบนพื้นผิวของทรงกลม

การหมุนรอบโลกทางทิศตะวันออกของโลกทุกวันบนแกนของมันก่อให้เกิดการหมุนของดาวฤกษ์เต็มดวงทางทิศตะวันตกในเวลากลางวัน ดังนั้นดาวดูเหมือนจะหมุนเกี่ยวกับขั้วฟ้าภาคเหนือหรือภาคใต้ฉายเข้ามาในพื้นที่ของเสาของตัวเองของโลก ระยะห่างจากทั้งสองเสาคือเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า วงกลมอันยิ่งใหญ่นี้คือการฉายภาพลงในอวกาศของเส้นศูนย์สูตรโลก

ภาพประกอบที่นี่เป็นทรงกลมฟ้าเมื่อมองจากละติจูดละติจูดกลางตอนเหนือ ส่วนหนึ่งของท้องฟ้าที่อยู่ติดกับขั้วท้องฟ้านั้นสามารถมองเห็นได้เสมอ (พื้นที่แรเงาในแผนภาพ) และพื้นที่ที่เท่ากันเกี่ยวกับขั้วตรงข้ามนั้นจะมองไม่เห็นใต้ขอบฟ้าเสมอ ส่วนที่เหลือของทรงกลมสวรรค์ดูเหมือนจะเพิ่มขึ้นและตั้งค่าในแต่ละวัน สำหรับละติจูดอื่น ๆ ส่วนใดส่วนหนึ่งของท้องฟ้าที่มองเห็นหรือมองไม่เห็นจะแตกต่างกันและแผนภาพจะต้องวาดใหม่ ผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ที่ขั้วโลกเหนือของโลกสามารถสังเกตเห็นดาวในซีกโลกเหนือเท่านั้น ผู้สังเกตการณ์ที่เส้นศูนย์สูตรอย่างไรจะสามารถมองเห็นสวรรค์ทั้งเป็นการเคลื่อนไหวในชีวิตประจำวันของโลกดำเนินการเขาไปรอบ ๆ

นอกจากการเคลื่อนที่ทุกวันอย่างชัดเจนรอบโลกดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ของระบบสุริยจักรวาลก็มีการเคลื่อนที่ของตัวเองด้วยความเคารพต่อดวงดาวที่เต็มไปด้วยดวงดาว เนื่องจากความสามารถของดวงอาทิตย์บดบังดาวพื้นหลังจากมุมมองมันใช้เวลาหลายศตวรรษก่อนที่ผู้สังเกตการณ์จะค้นพบเส้นทางที่แม่นยำของดวงอาทิตย์ผ่านกลุ่มดาวที่ตอนนี้เรียกว่าสัญญาณของราศี วงกลมอันยิ่งใหญ่ของจักรราศีที่ดวงอาทิตย์ลากไปบนวงจรประจำปีคือสุริยุปราคา (เรียกว่าเพราะอาจเกิดสุริยุปราคาเมื่อดวงจันทร์ข้ามมัน)

• 

• 

เมื่อมองจากอวกาศโลกจะหมุนรอบดวงอาทิตย์อย่างช้าๆในระนาบคงที่ซึ่งเป็นสุริยุปราคา เส้นตั้งฉากกับระนาบนี้กำหนดเสาสุริยุปราคาและมันก็ไม่ต่างกันเลยว่าเส้นนี้จะถูกฉายออกสู่อวกาศจากโลกหรือจากดวงอาทิตย์ สิ่งที่สำคัญคือทิศทางเพราะท้องฟ้าอยู่ไกลมากจนเสาสุริยุปราคาจะต้องตกอยู่ในจุดที่ไม่เหมือนใครบนทรงกลมท้องฟ้า

ดาวเคราะห์หลักในระบบสุริยะหมุนรอบดวงอาทิตย์เกือบเป็นระนาบเดียวกับวงโคจรของโลกดังนั้นการเคลื่อนที่ของพวกมันจึงถูกคาดการณ์ไว้ในวงโคจรของท้องฟ้าเกือบ แต่แทบจะไม่เคยเห็นเลยในสุริยุปราคา วงโคจรของดวงจันทร์เอียงโดยประมาณห้าองศาจากเครื่องบินลำนี้และด้วยเหตุนี้ตำแหน่งในท้องฟ้าเบี่ยงเบนไปจากสุริยุปราคากว่าของดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ

เนื่องจากดวงอาทิตย์ที่มองไม่เห็นบล็อกดาวบางดวงจากมุมมองกลุ่มดาวที่สามารถมองเห็นได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลกในวงโคจรของมัน - กล่าวคือในตำแหน่งที่ชัดเจนของดวงอาทิตย์ ดาวที่มองเห็นในเวลาเที่ยงคืนจะเลื่อนไปทางทิศตะวันตกประมาณหนึ่งองศาต่อเนื่องในเวลาเที่ยงคืนเนื่องจากดวงอาทิตย์ดำเนินไปในทิศตะวันออก ดาวที่มองเห็นได้ในเวลาเที่ยงคืนของเดือนกันยายนจะถูกปกปิดโดยดวงอาทิตย์ยามบ่ายที่น่าตื่นตา 180 วันต่อมาในเดือนมีนาคม

เหตุใดเส้นศูนย์สูตรสุริยุปราคาและท้องฟ้าจึงบรรจบกันที่มุม 23.44 °เป็นปริศนาลึกลับที่ไม่ได้อธิบายที่เกิดขึ้นในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมาของโลก มุมค่อยๆแตกต่างกันไปในปริมาณเล็กน้อยอันเป็นผลมาจากการก่อกวนแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดาวเคราะห์บนโลก ระนาบสุริยุปราคาค่อนข้างเสถียร แต่ระนาบเส้นศูนย์สูตรกำลังขยับอย่างต่อเนื่องเมื่อแกนการหมุนของโลกเปลี่ยนทิศทางในอวกาศ ตำแหน่งที่ต่อเนื่องของเสาท้องฟ้านั้นติดตามวงกลมขนาดใหญ่บนท้องฟ้าด้วยระยะเวลาประมาณ 26,000 ปี ปรากฏการณ์นี้รู้จักกันในชื่อ precession ของ equinoxes ทำให้ดาวฤกษ์ต่าง ๆ กลายเป็นดาวขั้วโลกในลำดับ Polaris ซึ่งเป็นดาวขั้วปัจจุบันจะมาใกล้ขั้วโลกเหนือสุดประมาณปี 2100 ในเวลาที่ปิรามิดถูกสร้างขึ้น Thuban ในกลุ่มดาวเดรโกทำหน้าที่เป็นดาวขั้วและในเวลาประมาณ 12,000 ปีดาวเวกาขนาดมหึมาแรกจะอยู่ใกล้กับขั้วฟ้าเหนือ การ precession ยังทำให้ระบบพิกัดบนแผนที่ดาวมีความแม่นยำสามารถใช้ได้กับช่วงเวลาที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น

ระบบพิกัดท้องฟ้า

ระบบขอบฟ้า

ระบบ altazimuth ง่าย ๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับสถานที่เฉพาะเจาะจงระบุตำแหน่งตามระดับความสูง (ความสูงเชิงมุมจากระนาบขอบฟ้า) และราบ (มุมตามเข็มนาฬิการอบขอบฟ้ามักเริ่มต้นจากทางทิศเหนือ) เส้นที่มีความสูงเท่ากันทั่วท้องฟ้าเรียกว่าอัลมูแคนตาร์ ระบบขอบฟ้าเป็นพื้นฐานในการนำทางเช่นเดียวกับในการสำรวจภาคพื้นดิน อย่างไรก็ตามสำหรับการทำแผนที่ดวงดาวพิกัดที่แก้ไขด้วยความเคารพต่อทรงกลมท้องฟ้าเอง (เช่นระบบสุริยุปราคาหรือเส้นศูนย์สูตร) ​​นั้นเหมาะสมกว่า

ระบบสุริยุปราคา

ลองจิจูดฟ้าและละติจูดถูกกำหนดด้วยความเคารพต่อเสาสุริยุปราคาและสุริยุปราคา ลองจิจูดของท้องฟ้าถูกวัดทางทิศตะวันออกจากจุดตัดขึ้นของสุริยุปราคาด้วยเส้นศูนย์สูตรตำแหน่งที่รู้จักกันในชื่อ "จุดแรกของราศีเมษ" และสถานที่ของดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาของกลางวันกลางคืนเกี่ยวกับวสันตวิษุวัตประมาณ 21 มีนาคมจุดแรกของราศีเมษ เป็นสัญลักษณ์ของ ram ของเขา (♈)

ซึ่งแตกต่างจากเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าสุริยุปราคาถูกตรึงอยู่กับดวงดาว; แม้กระนั้นเส้นลองจิจูดสุริยุปราคาของดาวฤกษ์ที่กำหนดจะเพิ่มขึ้น 1.396 °ต่อศตวรรษเนื่องจากการเคลื่อนที่ของเส้นศูนย์สูตร - คล้ายกับการเคลื่อนที่ของชั้นบนของเด็ก - ซึ่งเปลี่ยนจุดแรกของราศีเมษ 30 °แรกตามแนวสุริยุปราคาได้รับการขนานนามว่าเป็นสัญญาณราศีเมษถึงแม้ว่าส่วนนี้ของสุริยุปราคาจะเคลื่อนไปข้างหน้าสู่กลุ่มดาวมีนกลุ่มดาวราศีมีน สุริยุปราคาพิกัดเด่นในดาราศาสตร์ตะวันตกจนกระทั่งยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา (ตรงกันข้ามนักดาราศาสตร์จีนมักใช้ระบบเส้นศูนย์สูตรเสมอ) ด้วยการมาถึงของ almanacs ทะเลแห่งชาติซึ่งเป็นระบบเส้นศูนย์สูตรซึ่งเหมาะสำหรับการสังเกตการณ์และการนำทางดีกว่า

ระบบเส้นศูนย์สูตร

ขึ้นอยู่กับเส้นศูนย์สูตรและขั้วโลกสวรรค์พิกัดของเส้นศูนย์สูตรการขึ้นสวรรค์ที่ถูกต้องและการลดลงนั้นมีความคล้ายคลึงโดยตรงกับลองจิจูดของโลกและละติจูด Right ascension ซึ่งวัดจากทางทิศตะวันออกจากจุดแรกของราศีเมษ (ดูด้านบนโดยตรง) แบ่งออกเป็น 24 ชั่วโมงตามปกติมากกว่า 360 °ดังนั้นจึงเน้นถึงพฤติกรรมที่ไม่เหมือนนาฬิกาของทรงกลม ต้องระบุตำแหน่งเส้นศูนย์สูตรที่แม่นยำสำหรับปีใดช่วงหนึ่งเนื่องจากการเคลื่อนที่ precessional จะเปลี่ยนพิกัดที่วัดอย่างต่อเนื่อง