Hemelse Coördinaten: Ultieme Gids

Wat heb je nodig om een specifieke plek (laten we zeggen, een stad) op de aarde te vinden? Dat klopt, je hoeft alleen maar de coördinaten te kennen: breedte- en lengtegraad. Bijvoorbeeld, New York City ligt op 40° noorderbreedte en 74° westerlengte. Maar wat als je een object aan de hemel wilt localiseren en geen sterrenkijk-app bij de hand hebt? In dit geval moet je de hemelse coördinaten van het object kennen. Het begrijpen van de verschillende hemelse coördinatensystemen die in de astronomie worden gebruikt, kan moeilijk lijken, maar we zullen ons best doen om je er soepel doorheen te leiden. Laten we erin duiken! Bekijk ook onze infographic voor een nog beter begrip van hemelse coördinaten.

Inhoud

• Wat is de hemelsfeer?
• Hoogte & azimuth (Horizontaal systeem)
• Declinatie & rechte klimming (Equatoriaal systeem)
• Ecliptische breedte & lengte (Ecliptisch systeem)
• Andere coördinatensystemen
• Hoe een object te lokaliseren met behulp van zijn coördinaten?
• Interessante feiten
  • Rechte klimming: waarom is het "rechte" en wat stijgt waar?
  • Declinatie = afwijking
  • Eerste Punt van Vissen?
  • We leven in het tijdperk J2000.0
• Conclusie

Ontdek hemelcoördinaten met onze infographic! Begrijp de horizontale en equatoriale systemen en leer hoe je objecten kunt vinden met hun hulp.

Zie Infografiek

Wat is de hemelsfeer?

Voordat we in detail over hemelse coördinaten praten, is het nodig om het concept van de hemelsfeer te begrijpen. Simpel gezegd, de hemelsfeer is een denkbeeldige bol die de aarde omringt en de hele hemel vertegenwoordigt zoals we die vanaf onze planeet zien. Terwijl de aarde draait, lijkt het alsof de sterren en andere objecten zich over de hemelsfeer bewegen.

Hier zijn enkele belangrijke referentiepunten en lijnen op de hemelsfeer.

• Hemelse evenaar: de cirkel langs welke het vlak van de aardse evenaar de hemelsfeer kruist. Het verdeelt de hemelsfeer in noordelijke en zuidelijke halfronden, net zoals de aardse evenaar dat doet.
• Ecliptica: de cirkel langs welke het baanvlak van de aarde de hemelsfeer kruist. Vanwege de asneiging van de aarde, staan de ecliptica en de hemelse evenaar ongeveer 23,5° ten opzichte van elkaar. Je kunt meer leren over de ecliptica in ons speciale artikel.
• Noordelijke hemelpool: het punt op de hemelsfeer direct boven de noordpool van de aarde waar de as van de aarde de hemelsfeer snijdt. Het is een vast punt aan de hemel, en alle sterren lijken er tegen de klok in omheen te draaien.
• Zuidelijke hemelpool: het punt op de hemelsfeer direct boven de zuidpool van de aarde waar de as van de aarde de hemelsfeer snijdt. Net als de noordelijke hemelpool is het een vast punt, en sterren lijken er met de klok mee omheen te draaien.
• Zenit: het punt direct boven een waarnemer.
• Nadir: het punt direct onder een waarnemer, tegenover het zenit.
• Lentepunt (Eerste punt van Ram): het punt waar de zon de hemelse evenaar kruist bij de maartequinox.

Laten we nu eindelijk praten over de belangrijkste coördinatensystemen die in de astronomie worden gebruikt.

Hoogte & azimuth (Horizontaal systeem)

Het horizontale coördinatensysteem is een manier om de positie van hemelobjecten ten opzichte van de waarnemer op aarde te beschrijven. Het gebruikt twee hoofdcoördinaten: hoogte en azimuth.

• Hoogte vertegenwoordigt de hoekafstand van een object boven de horizon van de waarnemer. Het wordt gemeten in graden en varieert van +90° op het zenit tot -90° op het nadir. Als bijvoorbeeld een hemelobject op een hoogte van 45° staat, zou het halverwege de horizon en het zenit zijn.

• Azimuth geeft de positie van een object langs de horizon aan. Het wordt gemeten in graden met de klok mee vanaf het ware noorden - de richting die naar de geografische noordpool wijst. Dus, als een object een azimuth van 90° heeft, zou het ten oosten van de waarnemer zijn, terwijl een azimuth van 180° ten zuiden zou zijn.

Het horizontale coördinatensysteem is bijzonder nuttig voor casual sterrenkijken, omdat het overeenkomt met de visuele ervaring van de waarnemer van de hemel.

Declinatie & rechte klimming (Equatoriaal systeem)

Het equatoriale coördinatensysteem beschrijft de posities van hemelobjecten ten opzichte van de hemelsequator. Het maakt gebruik van twee hoofdcoördinaten: declinatie en rechte klimming.

• Declinatie (Dec) meet de hoekafstand van een object ten noorden of zuiden van de hemelsequator. Het is het hemelse equivalent van aardse breedtegraad. Declinatie wordt uitgedrukt in graden, variërend van +90° (Noordelijk Hemelpool) tot -90° (Zuidelijk Hemelpool). Als een object bijvoorbeeld een declinatie van +30° heeft, betekent dit dat het zich op een derde van de weg ten noorden van de hemelsequator bevindt.

• Rechte klimming (RA) meet de oostwaartse hoekafstand van een object langs de hemelsequator, beginnend vanaf het Eerste Punt van Ram. Rechte klimming is het hemelse equivalent van aardse lengtegraad. Om historische redenen wordt het niet uitgedrukt in graden, maar in uren, minuten en boogseconden. De aardse hemel lijkt 360° in 24 uur of 15° in één uur te draaien. Dienovereenkomstig komt de volledige 360° cirkel van de hemelsequator overeen met 24 uur rechte klimming, en één uur rechte klimming komt overeen met 15°. Dus, als een object een rechte klimming van 6 uur heeft, betekent dit dat het 90° (15° × 6 uur) ten oosten van het Eerste Punt van Ram langs de hemelsequator ligt.

Het equatoriale coördinatensysteem kan geocentrisch (met de Aarde in het centrum, zoals in de bovenstaande afbeelding) en topocentrisch (dat afhangt van de locatie van de waarnemer) zijn. Veel sterrenkaarten gebruiken het geocentrische equatoriale coördinatensysteem. Als je de coördinaten van dergelijke sterrenkaarten wilt gebruiken om je telescoop te richten, moet je ze omzetten naar topocentrische equatoriale of horizontale coördinaten (er zijn speciale formules om dat te doen). Gelukkig is er een veel eenvoudiger oplossing — een sterrenkijk-app zoals Sky Tonight downloaden, die topocentrische coördinaten gebruikt. We vertellen je later in het artikel meer over het gebruik van de app.

Ecliptische breedte & lengte (Ecliptisch systeem)

Het ecliptische coördinatensysteem beschrijft de posities van hemelobjecten ten opzichte van de ecliptica. Het maakt gebruik van twee hoofdcoördinaten: ecliptische lengte en ecliptische breedte.

• Ecliptische breedte meet de hoekafstand van een object boven of onder het ecliptische vlak. Het wordt uitgedrukt in graden, variërend van +90° (Noordelijke Ecliptische Pool) tot -90° (Zuidelijke Ecliptische Pool).

• Ecliptische lengte wordt gemeten langs het ecliptische vlak en vertegenwoordigt de hoekafstand van een object oostwaarts vanaf het Eerste Punt van Ram. Ecliptische lengte wordt uitgedrukt in graden, variërend van 0° tot 360°; de volledige 360° cirkel rond de ecliptica komt overeen met één jaar. Dus als een object een ecliptische lengte van 90° heeft, betekent dit dat het zich een kwart van de weg rond de ecliptica ten oosten van het Eerste Punt van Ram bevindt.

Het ecliptische coördinatensysteem is vooral waardevol voor het lokaliseren en volgen van objecten binnen het zonnestelsel omdat het aansluit op hun baanpaden. Het wordt veelvuldig gebruikt in observatie-astronomie, ruimtevaartnavigatie en het berekenen van fenomenen zoals planetaire conjuncties en eclipsen.

Andere coördinatensystemen

Naast de drie hemelse coördinatensystemen die we zojuist hebben besproken, gebruiken astronomen ook de galactische en intergalactische coördinatensystemen. De eerste wordt gebruikt om objecten binnen de Melkweg te bestuderen, en de laatste — om de grootschalige structuur van het universum te bestuderen. We zullen hier echter niet dieper op ingaan om het artikel niet te ingewikkeld te maken. De drie systemen die we hebben genoemd, zullen ruimschoots voldoende zijn voor je praktische behoeften.

Hoe een object te lokaliseren met behulp van zijn coördinaten?

Nu je weet over de verschillende hemelse coördinatensystemen, zal het geen probleem voor je zijn om met je telescoop elk object in de lucht te lokaliseren. Hier is hoe je dit kunt doen met behulp van de Sky Tonight app.

• Zorg ervoor dat Sky Tonight je huidige locatie gebruikt. Tik op het Quick Settings-paneel aan de onderkant van het scherm en controleer de locatie — deze moet zijn ingesteld op “Apparaatlocatie”.
• Overlappend het raster. Op hetzelfde paneel, tik eenmaal op het wereldbolpictogram om het equatoriale raster op de hemelkaart te overlappen. Tik tweemaal op het pictogram om het azimutale raster op de hemelkaart te overlappen. Het type raster dat je moet kiezen, hangt af van de montage van je telescoop.
• Verkrijg de coördinaten van het object dat je wilt zien. Tik op het vergrootglaspictogram aan de onderkant van het scherm, typ de naam van het object in het zoekveld, en tik vervolgens op de info-kaart van het object. Open daarna het tabblad Cijfers. Hier vind je de topocentrische equatoriale coördinaten van het object (RA, Dec) en de horizontale coördinaten (azimut, hoogte). Merk op dat alle coördinaten al worden gegeven in relatie tot je locatie, dus je hoeft niets te converteren! Nadat je de coördinaten hebt onthouden of opgeschreven, tik je op het blauwe doelpictogram om het object op de hemelkaart te zien.
• Nu kun je je telescoop richten met behulp van de equatoriale of horizontale coördinaten. Gebruik het raster in Sky Tonight als extra referentie.

Interessante feiten

Rechte klimming: waarom is het "rechte" en wat stijgt waar?

Is het niet vreemd dat de rechte klimming gelijk is aan de aardse lengtegraad? Men zou denken dat het woord "klimming" veel beter geassocieerd is met breedtegraad. Het punt is dat er in de oude astronomie een term "rechte sfeer" was — het duidde op een positie van de hemelsfeer waar de hemelsequator loodrecht staat op de horizon (dit kan worden waargenomen op de aardse equator). Op de rechte sfeer zullen alle hemellichamen verticaal stijgen — of, met andere woorden, recht klimmen. Dus de rechte klimming van een object betekende oorspronkelijk zijn stijging op de rechte sfeer.

Declinatie = afwijking

"Declinatie" kan ook een vreemde term lijken, als je de oorsprong ervan niet kent. Vroege astronomen gebruikten het om de afstand te beschrijven waarbij de ecliptica "afwijkt" of "wegbuigt" van de equator. Als we rekening houden met het feit dat de wortel van het woord "declinatie" "een afbuiging" betekent, begint de term zin te maken.

Eerste Punt van Vissen?

Het Eerste Punt van Ram dat wordt gebruikt in het equatoriale coördinatensysteem, is vernoemd naar het zodiakale sterrenbeeld Ram. Gedurende de tijd dat het concept van de dierenriem werd gevestigd, was het punt waar de zon de hemelsequator kruiste tijdens de maart-equinox gelegen in Ram. Echter, door het fenomeen van de precessie, is het Eerste Punt van Ram geleidelijk overgegaan naar het naburige sterrenbeeld Vissen. Logischerwijs zou het dus hernoemd moeten zijn naar het Eerste Punt van Vissen.

We leven in het tijdperk J2000.0

Hemelse coördinaten veranderen door de precessie van de as van onze planeet. De precessie leidt tot een westwaartse drift van de equinoxpunten met een snelheid van ongeveer 50,3 boogseconden per jaar. Hierdoor wordt het coördinatenrooster meegenomen met de verschuivende equinoxpunten. Om rekening te houden met deze veranderingen, moeten sterrencatalogi en apps regelmatig worden bijgewerkt naar een specifiek "tijdperk" dat de huidige positie van hemellichamen weerspiegelt. Het updateproces wordt doorgaans elke 50 jaar uitgevoerd. Momenteel gebruiken de meeste catalogi en apps J2000.0-tijdperkcoördinaten, die overeenkomen met het jaar 2000. De volgende belangrijke update staat gepland voor 2050.

Conclusie

Er zijn drie hoofdcoördinatensystemen in de waarnemingsastronomie: horizontaal (hoogte en azimut), equatoriaal (declinatie en rechte klimming), en ecliptisch (ecliptische breedte en lengte). Elk van hen wordt gebruikt voor zijn eigen doel, en samen stellen ze astronomen en casual sterrenkijkers in staat om hemellichamen precies te lokaliseren en hun bewegingen aan de hemel te volgen.