środa, 16 grudnia 2015

SŁOŃCE I GWIAZDY

Gwiazda polarna stanowi środek całego nieba. Wszystkie gwiazdy zdają się obracać wokół niej.  Dla obserwatora znajdującego się na biegunie północnym znajduje się ona w zenicie, co odpowiada 90 stopni szerokości geograficznej północnej.  W tych okolicznościach każdy zamierzony kierunek marszu jest kierunkiem południowym. Oddalając się od bieguna Ziemi w kierunku równika stopniowo też obniża się wysokość Gwiazdy w stosunku do horyzontu. Zatem położenie Gwiazdy Polarnej wskazuje na aktualną drogę przebytą w kierunku do równika.  Na równiku gwiazda ta znajduje się na wysokości horyzontu i wskazuje kierunek północny. Na przeciwległej stronie znajdują się gwiazdy charakterystyczne dla półkuli południowej.

Gdy obserwator znajduje się na jednym z biegunów ziemskich, jego horyzont pokrywa się z równikiem niebieskim. Podążając z bieguna ku równikowi, nad horyzontem, pojawiają się dotąd niewidoczne gwiazdy. Dla danej szerokości geograficznej równik niebieski wznosi się nad horyzontem pod kątem 90 st. minus szerokość geograficzna. Dla przykładu dla szerokości geograficznej 53 st. wartość wysokości równika niebieskiego nad horyzontem wynosi 37 st. Jest to kąt, który tworzy równik z horyzontem.

Gdyby gwiazdy były widoczne w ciągu dnia, wydawałoby się nam, że Słońce w ciągu roku przesuwa się na ich tle z zachodu na wschód. Tor tej pozornej drogi Słońca nazywamy ekliptyką. Jest to droga Słońca na tle gwiazd. W obrębie piętnastu stopni  (po 7 st. w obie strony od ekliptyki) leżą charakterystyczne gwiazdozbiory, które zwane są też zodiakalnymi. Dysponując obrotową mapą nieba możemy łatwo ustalić widoczne gwiazdozbiory danej nocy i godzinie w ciągu roku. W tym pasie wokół ekliptyki  widoczne są też  planety i Księżyc.

Pełny obieg Słońca po ekliptyce następuje w ciągu roku. Rok gwiazdowy jest to okres czasu miedzy dwoma kolejnymi przejściami Słońca przez ten sam punkt na ekliptyce. Podstawą rachuby czasu jest rok zwrotnikowy. Jest to czas  ponownego przejścia Słońca przez punkt równonocy wiosennej.

Równik i ekliptyka przecinają się w dwóch punktach w ciągu roku. Tutaj niezbędne jest uwzględnienie faktu, że punkty te nie są stałe. Na skutek precesji przemieszają się one stopniowo wzdłuż ekliptyki w kierunku przeciwnym do widomego ruchu Słońca w ciągu roku, czyli ze wschodu na zachód. Na skutek tego  faktu Słońce osiąga go przed ukończeniem swego pełnego obiegu. Wyliczony średni okres roku gwiazdowego to 365 dni 6  godzin i 10 sekund. Natomiast rok zwrotnikowy zawiera 365 dni 5 godzin i 46 sekund co odpowiada 365, 2422 dni. Średniodobowa wartość przesunięcia się Słońca po ekliptyce wynosi 360 / 365,2422 dni = 0, 9856473 stopnia na dzień.

Kąt między płaszczyzną równika ziemskiego, a płaszczyzną orbity ziemskiej wynosi 23 st. 26' 5''. Kąt ten odpowiada nachyleniu ekliptyki do płaszczyzny równika niebieskiego. Kierunek osi ziemskiej w stosunku do gwiazd stałych zmienia się. Punkt na niebie, ku któremu wskazuje oś ziemska jest to biegun niebieski. Biegun niebieski zakreśla w przybliżeniu koło raz na 25800 lat nieba i jest powiązany z przemieszczaniem się punktów równonocy na ekliptyce. Punkt równonocy inaczej zwany Punktem Barana uległ przesunięciu o jeden gwiazdozbiór w stosunku do tego sprzed około dwóch tysięcy lat i obecnie jest w gwiazdozbiorze Ryb i zmierza do gwiazdozbioru Wodnika. Zjawisko to zwane precesją niesie konieczność aktualizacji map i przy porównywaniach należy uwzględnić rok wydania atlasu nieba.

Słońce może oddalić się od równika niebieskiego nie więcej niż o  23,4 stopnia w kierunku północnym lub południowym. To maksymalne oddalenie zaznaczane jest na mapach jako zwrotnik Raka i Koziorożca, odpowiednio jako przesilenie letnie i zimowe. Potem Słońce wraca ponownie w kierunku równika, który gdy osiągnie jest to czas równonocy wiosennej lub jesiennej. W obrębie zwrotników dwa razy do roku Słońce znajduje się w zenicie.  Na równiku dzień i noc, w każdej porze roku, trwa dwanaście godzin. Zmiana dnia i nocy na biegunach ziemskich następuje co pół roku.

Maksymalne wzniesienia Słońca nad horyzontem dla danej szerokości geograficznej wynika z następującej zależności 90 st. minus szer. geogr plus lub minus 23,4 stopnia. Dla przykłady dla szerokości geograficznej 53 st. N Słońce w dniu letniego przesilenia (21 VI)  będzie na wysokości 60,4 st., a w momencie przesilenia zimowego 22 XII 13,6 st. Dla równonocy wiosennej i jesiennej wysokość Słońca jest jednakowa i wynosi 37 st.

Wtedy też Słońce wschodzi dokładnie na wschodzie i zachodzi na zachodzie. Jest to czas, gdy możemy precyzyjnie wyznaczyć te kierunki. W miarę oddalania się Słońca w kierunku zwrotników zmienia się też miejsce wschodu i zachodu Słońca. Gdy porównamy je, stwierdzimy, jak bardzo może być mylące opieranie się na wschodach i zachodach Słońca dla ustalenia tych kierunków. W grudniu osiąga tzw. bramę zachodu słońca najbardziej oddaloną ku północy. Dla danej miejscowości możemy wyznaczyć charakterystyczne punkty wschodów i zachodów Słońca na tle horyzontu (bramy wschodów i zachodów Słońca. W okresie zimowym charakterystyczne daty to 6 XII, 12/13 XII, 31 XII/1 I, 6 I . W tym czasie obserwujemy powolne zwalnianie wędrówki Słońca, aż do całkowitego zatrzymania się Słońca. Potem następuje najpierw nieznaczne zmierzanie w odwrotnym kierunku i od szóstego stycznia następuje znaczące zwiększenie długości dnia.

Maksymalne górowanie Słońca wskazuje na kierunek południowy. Przy pomocy gnonomu (wysokiego pala) możemy również orientacyjnie stwierdzić jaką jeszcze Słońce ma  maksymalną drogę do przebycia, aby po pewnym czasie zawrócić. Obserwujemy wydłużający się cień gnomu. Gdy dni stają się coraz krótsze następuje czas, gdy cień się już nie wydłuża, to znak, że wkrótce cień zacznie się powoli skracać, aż do przesilenia letniego.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz