Jason Harris Coördinatenstelsels aan de hemel Overzicht Voor het bestuderen van het hemelgewelf is het allereerst nodig de positie van hemelobjecten vast te stellen. Om deze posities te kunnen aangeven hebben de astronomen verschillende coördinatenstelsels bedacht. Bij elk ervan hoort een coördinatenrooster geprojecteerd op de hemelbol, analoog aan het geografisch coördinatenstelsel op de oppervlakte van de aardbol. De coördinatenstelsels verschillen alleen maar van elkaar door de keuze van het basisvlak, dat de hemelbol in twee gelijke helften verdeeld langs een grootcirkel (het basisvlak van het geografische stelsel is het equatorvlak van de aarde). Elk coördinatenstelsel wordt genoemd naar het basisvlak dat wordt gebruikt. Coördinatenstelsels aan de hemel Equatoriale coördinaten Hemelequator Hemelpolen Geografisch coördinatenstelsel Rechte KlimmingEquatoriale coördinaten DeclinatieEquatoriale coördinaten Het equatoriale coördinatenstelsel is misschien wel het meest gebruikte coördinatenstelsel aan de hemel. Het lijkt ook het meest op het geografische coördinatenstelsel, omdat beide stelsels hetzelfde basisvlak hebben, en dus ook dezelfde polen. De projectie van de aardse equator (evenaar) op de hemelbol heet de Hemelequator. Op dezelfde manier heten de projecties van de geografische polen op de hemelbol de Hemelpolen. Echter, er is een groot verschil tussen de equatoriale- en geografische coördinatenstelsels: het geografische stelsel is gekoppeld aan de aarde, het draait met de aarde mee. Het equatoriale stelsel is gekoppeld aan de sterrenIn werkelijkheid zijn de equatoriale coördinaten niet echt aan de vaste sterren gekoppeld. Zie precessie. En ook, als de uurhoek wordt gebruikt in plaats van de Rechte Klimming, dan is het equatoriale stelsel aan de aarde gekoppeld, en niet aan de vaste sterren., zodat het mee lijkt te draaien met de sterren langs de hemel, maar natuurlijk is het de aarde die onder de vaste sterrenhemel draait. De hoekmaat in het equatoriale stelsel die overeenkomt met de breedte in het geografische stelsel heet Declinatie (afgekort Dec). Dit is de hoekafstand van (het middelpunt van) een object tot de hemelequator, van -90 (zuidelijke hemelpool) tot +90 graden (noordelijke hemelpool). De hoekmaat die overeenkomt met de lengte op aarde heet de Rechte Klimming (afgekort RK). Dit is de hoekafstand gemeten langs de equator, vanaf het lentepunt, in oostelijke richting, tot aan de declinatiecirkel die door het (middelpunt van het) object gaat. Anders dan de lengte wordt de Rechte Klimming gewoonlijk uitgedrukt in uren in plaats van graden, omdat er een nauw verband bestaat tussen de schijnbare rotatie van het equatoriale coördinatenstelsel en de sterretijd, en de uurhoek. Aangezien de sterrenhemel in 24 uur een keer ronddraait (360 graden), komen elke 15 graden overeen met 1 uur Rechte Klimming (360 graden komen overeen met 24 uur). Coördinatenstelsels aan de hemel Horizontale coördinaten Horizon Zenit AzimutHorizontale coördinaten HoogteHorizontale coördinaten In het horizontale coördinatenstelsel wordt de lokale horizon van de waarnemer gebruikt als basisvlak. Dit vlak verdeelt de hemelbol eenvoudig in een bovenste halve bol, die zichtbaar is, en een onderste die niet zichtbaar is (omdat de aarde dat verhindert). De pool van de bovenste halve bol heet Zenit. De pool van de onderste halve bol heet nadir. De hoekafstand van (het middelpunt van) een object tot de horizon heet de Hoogte (afgekort hgte). De hoekafstand van een object, gemeten langs de horizon vanaf het Noordpunt tot aan de meridiaan (door het middelpunt) van het object, in oostelijke richting, heet Azimut. (afgekort az). Het azimut is dus de richting waarin het object wordt gezien. Het horizontale coördinatenstelsel wordt ook wel eens het hgte/az-coördinatenstelsel genoemd. Het horizontale coördinatenstelsel is gekoppeld aan de aarde, en niet aan de sterrenhemel. Daarom veranderen de hoogte en het azimut van een object met de tijd, als het object zich lijkt te verplaatsen aan de hemel. (Denk aan de dagelijkse beweging van de zon). Bovendien, omdat voor u het horizontale stelsel gebaseerd is op uw eigen lokale horizon, zal hetzelfde object op verschillende plaatsen op aarde, op hetzelfde tijdstip, niet op dezelfde hoogte en in dezelfde richting (azimut) worden gezien (hierop berust de astronomische plaatsbepaling). Horizontale coördinaten zijn erg nuttig voor het bepalen van de tijdstippen dat een object opkomt of ondergaat. Op die momenten is de hoogte van het object namelijk = 0. (Bij opkomst is dan het azimut < 180 graden, bij ondergang > 180 graden). Coördinatenstelsels aan de hemel Ecliptische coördinaten Ecliptica Het basisvlak van het ecliptische coördinatenstelsel is de ecliptica. De ecliptica is de schijnbare baan van de zon langs de hemel gedurende een jaar. Het is ook de projectie van het baanvlak van de aarde op de hemelbol. De breedtehoek wordt de ecliptische breedte genoemd, en de lengtehoek de ecliptische lengte. Net zoals de Rechte Klimming in het equatoriale stelsel wordt de astronomische lengte gemeten vanaf het lentepunt, in oostelijke richting. Wat is het nut van een dergelijk coördinatenstelsel denkt u? Als u denkt dat het is voor het in kaart brengen van de objecten in het zonnestelsel, dan heeft u goed gedacht! Alle planeten (behalve Pluto) draaien hun rondjes rondom de zon in ten naaste bij hetzelfde vlak, dus zien we ze steeds in de buurt van de ecliptica (dat is: ze hebben altijd een kleine astronomische breedte). Coördinatenstelsels aan de hemel Galactische coördinaten Melkweg In het galactische coördinatenstelsel is het vlak van de Melkweg de basis. De breedtehoek heet de Galactische breedte, en de lengtehoek de Galactische lengte. Dit coördinatenstelsel is handig voor de bestudering van de Melkweg zelf. Bijvoorbeeld, misschien wilt u weten hoe de sterdichtheid (aantal sterren in een bepaald volume) afneemt met de galactische breedte, dus hoe afgeplat de schijf van de Melkweg is.