Coordenadas astronómicas

Astronomía general

Autor: Irene Vega

ESFERA CELESTEEs una esfera ficticia, de radio arbitrario, que tiene como centro el ojo del observador y sobre la cual se proyectan las posiciones de los astros. Sirve para medir la posición de los astrosindependientemente de su distancia, en unidades de arco, sobre círculos máximos. La esfera celeste está referida al lugar de observación, depende de la latitud geográfica del observador. A simple vista se pueden ver en toda la esfera celeste 6000 estrellas aproximadamente, 3000 estrellas por cada hemisferio.

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Posiciones reales

La Tierra rota de oeste a este (sentido directo) en23h 56m y esta es la razón por la que tenemos día

y noche. Las estrellas, sol, luna y planetas salen porel Este y se ponen por el Oeste y a este movimientose lo llama movimiento diurno de la esfera celeste.

• Esta esfera imaginaria que sirve para estudiar las posiciones y movimientos aparentes de los astros y, se mueve de Este a Oeste (sentido retrógrado) vista desde el Polo Norte.

• Para ello es necesario establecer líneas y planos fundamentales. Si suponemos que la Tierra es el centro de la esfera celeste y se proyectan las coordenadas geográficas y se establecen direcciones y puntos de referencias.

• 1) Ecuador celeste• 2) Polos celestes• 3) Vertical del lugar• 4) Horizonte• 5) Círculos verticales• 6) Círculos horarios o de declinación• 7) Paralelos de declinación• 8) Meridiano del lugar

Elementos de la esfera celeste

PN Celeste

PS Celeste

1) Ecuador celeste: es la proyección sobre la esfera celeste del Ecuador terrestre.Divide al cielo en 2 hemisferios Sur y Norte

2) Polos celestes: el eje de rotación de la Tierra corta a la Esfera celeste en los polos nortey sur celestes. Al eje PNPSceleste se lo llama eje polar.

HS

HN

3) Vertical del lugar: o línea vertical o de la plomada, es la dirección de la gravedad en ese lugar. Corta a la esfera celeste en dos puntos: cenit y nadir (polos del plano del Horizonte). El Cenit se encuentra sobre la cabeza del observador.

Cenit

nadir

4) Horizonte: es el plano perpendicular a la vertical del lugar y que pasa por el centro de la esfera celeste. Es un círculo máximo.

PS

PN

Eje polar

CT centro de la TierraH. geocéntrico

H. topocéntrico

cenit

Según se considere el centro de la esfera celeste tendremos diferentes tipos de horizontes topocéntrico o geocéntrico. En el caso de las estrellas los dos horizontes coinciden.En el caso de los objetos del sistema solar (luna, Sol, planetas, etc) hay que referirlos al horizonte geocéntrico ya que sus distancias no son despreciables frente al RT.

CT

5) Círculos verticales: son los círculos máximos que pasan por el cenit y el nadir perpendiculares al horizonte.

cenit

nadir

Horizonte

Vertical del lugar

El cenit y el nadir son lospolos del plano del horizonte

h

Visual a la estrella

Altura h de un astro sobre el horizonte es el arco de círculo vertical que pasa por el astro medido desde el horizonte hacia el cenit. Varía durante el día.

0º ≤ h ≤ 90º

h = 0º salida o puestah < 0º está debajo del horizonte

cenit

nadir

Horizonte

PS

Este

Oeste El Ecuador celeste corta al horizonteen los puntos cardinales Este y Oeste

Primer vertical: es el círculo vertical que pasa por los puntos cardinales Este y Oeste

Ecuador celeste

Eje polar

PN

PS

Ec

6) Círculos horarios o de declinación o meridianos celestes: círculos máximos que pasan por los polos celestes y son perpendiculares al Ecuador celeste

7) Paralelos de declinación: círculos menores paralelos al Ecuador (paralelo diurno de un astro). Los movimientos aparentes de los astros tienen lugar por los paralelos diurnos.

δ = declinación se mide sobre el círculo horario que pasa por el astro desde el Ecuador celeste y hacia los polos.

δ > 0º para el HN Por convención δ < 0º para el HS

δ = 0º en el Ecuador

δ

cenit

nadir

PS

PN

NorteSur

8) Meridiano del lugar: círculo máximo que pasa por los polos, el cenit y el nadir. Coincide con el plano de la diapositiva.

Meridiano superior es el que contiene al cenit.Meridiano inferior es el que contiene al nadir.

Vertical astronómica

C.S.

C.I.

Cuando el astro se encuentra en el meridiano superior de un lugar se denomina culminación superior (C.S.) y el astro adquiere la mayor altura sobre el horizonte.Cuando se encuentra en el meridiano inferior se denomina culminación inferior (C.I.)

El meridiano corta al horizonte en los puntos cardinales Sur y NorteLa línea Norte-Sur se la llama línea meridiana

Eje polar

φ

Latitud geográfica (φ): es el ángulo que forma la vertical del lugar con el plano del Ecuador. Se mide desde el Ecuador hacia losPolos sobre el meridiano del lugar.

0º ≤ lφl ≤ 90º

h = lφlPS

La altura h del polo celeste elevado es numéricamente igual a la latitud geográfica φ del lugar de observación.Vertical del lugar

Relación entre la latitud geográfica y la altura del polo celeste elevado

hP = 90º - (90º- lφl) = lφl

cenit

Ecuador

Polo elevadoPS

Horizonte

90º-lφl lφl

90º

vertical

La altura h del polo celeste elevado es numéricamente igual a la latitud geográfica φ del lugar de observación.

φLP = -34º 54’ 24” hPsur = 34º 54’ 24”

Ángulo entre la vertical y el Horizonte = 90º

Ángulo entre el eje polar y el Ecuador = 90º

hP = lφl

Sitio: Cerro Pachón, Chile. Altura: 2682 m sobre el nivel del mar Latitud: 30º 15' 17.55'' (Sur) Longitud: 70º 44' 14.14'' (Oeste) www.gemini.edu

Este Oeste

PS

hP = |φ|

SudesteSudoeste

Horizonte

Sur

hPs = lφl

23h 56m

La rotación de la Tierra sobre su eje es de Oeste a Este (S.D.) lo cual origina el movimiento aparente diurno de la esfera celeste de Este a Oeste(S.R.). La Tierra rota sobre su eje en 23h 56m. (día sidéreo).

día sidéreo = 23h 56m = 24h sidéreas.

día sidéreo es el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de una estrella por el meridiano superior del lugar.

Meridiano del lugar

h=0ºEste Oeste

PS

hmáx

PS

hPs = lφl

La altura máxima sobre el horizonte para cada estrella y para cada lugar es siempre constante.

hmáx = cte

Meridiano del lugar

Este Oeste

Estrellas Polares

PS σ Octante = Polar Sur

PN α de la Osa Menor = Polaris = Polar Norte

Separación angular del PS ≈ 1º

La Cruz del Sur apunta aproximadamente al polo sur celeste.

PS celeste

Separación angular del PS ≈ 1º

Cruz del Sur

Punteros

σ Octante

• Los movimientos aparentes de las estrellas son circulares, uniformes y de sentido retrógrado de Este a Oeste.

Equivalencia entre horas y grados

• día sidéreo = 23h 56m solares medias = 24h sidéreasen 24h sidéreas una estrella recorre 360º

• 1h = 15º• 1m = 15’• 1s = 15”

Ec

PS

PN

φ=hP

H// de declinación

δ

Trayectoria de las estrellas según la latitud geográfica (φ) del lugar de observación Esfera oblicua 0º < lφl < 90º

• En la esfera oblicua las estrellas describen en la esfera celeste círculos inclinados respecto al plano del horizonte.

• Estrella en 1 lδl = 90º - lφl• Se mueve por el paralelo de

declinación que es tangente al horizonte, nunca sale o se pone. Está las 24 hs sobre el horizonte.Estrella circumpolarEstrella en 2 lδl = 90º - lφl Se mueve por el paralelo de declinación que es tangente al horizonte, nunca sale o se pone. Está las 24 debajo del horizonteEstrella invisible

1

2

En definitiva si: lδl ≥ 90º - lφl su arco diurno no corta al horizonte y el astro serácircumpolar

φ

Salida y puesta (esfera oblicua)

• El astro sale y se pone en una latitud dada si:

• lδl < 90º - lφl

φ=hP

δ

PS

φ

H

90º - |φ|

Menos de 12 hs sobre el horizonte si δ es de diferente signo que la φ. Observador en HS estrella del HNMas de 12 hs sobre el horizonte si δ

es del mismo signo que la φ. Observador en HS estrella del HS

φLP = 35º S lδl < 55º sale y se pone

Ec

PS

Horizonte

Ec

δ = 0ºEstá 12hs sobre el horizonte

δ < 0º la estrella está mas de 12hs sobre el horizonte

estrella y observador están en el mismo hemisferio.

PN

φ = -35º

δ > 0º la estrella estámenos de 12hs sobre

el horizonte estrella y observador están en diferentes hemisferios.

El tiempo que una estrella está sobre el horizonte de un lugar depende de laφ del lugar de la δ de la estrella. Observador en La Plata

δ < -55ºLa estrella está las 24hssobre el horizonte

δ > 55ºLa estrella está las 24hsdebajo del horizonte

Esfera oblicua, cont

Esfera recta φ=0º Observador en el Ecuador

Los arcos diurnos son perpendiculares al horizonte. Todas las estrellas están 12hs sobre el horizonte!!No existen estrellas circumpolares!!!

PN=NortePS=Sur

cenit

Este

Oeste

Horizonte

eje polar

Ecuador celestevertical del lugar

El eje polar se encuentra sobre el horizonte

PNPS

Observador en el Polo

eje polar = vertical del lugarPS = cenit

Ecuador coincide con el horizonte

Los arcos diurnos son paralelos al horizonteTodas las estrellas son circumpolares!!!

Esfera paralela lφl=90º

PN

• Dependiendo de la latitud geográfica φ del lugar de observación y de las declinaciones δ de los astros, los arcos diurnos o bien cortan al horizonte en dos puntos, o se sitúan sobre el horizonte o debajo de él. El punto de intersección del arco diurno del astro con el horizonte se lo denomina punto de salida del astro, el otro punto de puesta.

• Arco diurno es la porción del círculo descrito por el astro en su movimiento aparente por encima del horizonte.