Coordenadas Celestes: Guia Definitivo
O que você precisa para encontrar um lugar específico (digamos, uma cidade) na Terra? Isso mesmo, você só precisa conhecer as coordenadas: latitude e longitude. Por exemplo, a cidade de Nova York está localizada na latitude 40° norte e longitude 74° oeste. Mas e se você quiser localizar um objeto no céu e não tiver um aplicativo de observação de estrelas à mão? Neste caso, você deve conhecer as coordenadas celestes do objeto. Entender os diferentes sistemas de coordenadas celestes usados na astronomia pode parecer difícil, mas faremos o nosso melhor para guiá-lo suavemente por eles. Vamos mergulhar! Além disso, confira nosso infográfico para obter uma compreensão ainda melhor das coordenadas celestes.
Índice
- O que é a esfera celestial?
- Altitude & azimute (Sistema horizontal)
- Declinação e ascensão reta (Sistema Equatorial)
- Latitude e longitude eclíptica (Sistema Eclíptico)
- Outros sistemas de coordenadas
- Como localizar um objeto usando suas coordenadas?
- Fatos interessantes
- Conclusão
O que é a esfera celestial?
Antes de falarmos em detalhes sobre as coordenadas celestes, é necessário entender o conceito de esfera celestial. Em termos simples, a esfera celestial é uma esfera imaginária que envolve a Terra e representa todo o céu como visto do nosso planeta. À medida que a Terra gira, parece que as estrelas e outros objetos se movem pela esfera celestial.
Aqui estão alguns pontos de referência e linhas importantes na esfera celestial.
- Equador celestial: o círculo em que o plano do equador da Terra cruza a esfera celestial. Ele divide a esfera celestial em Hemisférios Norte e Sul, assim como o equador da Terra.
- Eclíptica: o círculo em que o plano orbital da Terra cruza a esfera celestial. Devido à inclinação axial da Terra, a eclíptica e o equador celestial estão em um ângulo de cerca de 23,5° entre si. Você pode aprender mais sobre a eclíptica em nosso artigo dedicado.
- Polo Celestial Norte: o ponto na esfera celestial diretamente acima do Polo Norte da Terra, onde o eixo da Terra intersecta a esfera celestial. É um ponto fixo no céu, e todas as estrelas parecem girar em torno dele no sentido anti-horário.
- Polo Celestial Sul: o ponto na esfera celestial diretamente acima do Polo Sul da Terra, onde o eixo da Terra intersecta a esfera celestial. Similar ao Polo Celestial Norte, é um ponto fixo, e as estrelas parecem girar em torno dele no sentido horário.
- Zênite: o ponto diretamente acima de um observador.
- Nadir: o ponto diretamente abaixo de um observador, oposto ao zênite.
- Ponto vernal (Primeiro Ponto de Áries): o ponto onde o Sol cruza o equador celestial no equinócio de março.
Agora, finalmente vamos falar sobre os principais sistemas de coordenadas usados na astronomia.
Altitude & azimute (Sistema horizontal)
O sistema de coordenadas horizontal é uma forma de descrever a posição dos objetos do céu em relação ao observador na Terra. Ele usa duas coordenadas principais: altitude e azimute.
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A altitude representa a distância angular de um objeto acima do horizonte do observador. É medida em graus e varia de +90° no zênite a -90° no nadir. Por exemplo, se um objeto do céu estiver a uma altitude de 45°, ele estará a meio caminho entre o horizonte e o zênite.
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O azimute indica a posição de um objeto ao longo do horizonte. É medido em graus no sentido horário a partir do verdadeiro norte — a direção que aponta para o Polo Norte geográfico. Portanto, se um objeto tiver um azimute de 90°, ele estará a leste do observador, enquanto um azimute de 180° indicará o sul.
O sistema de coordenadas horizontal é particularmente útil para a observação casual de estrelas, pois corresponde à experiência visual do observador do céu.
Declinação e ascensão reta (Sistema Equatorial)
O sistema de coordenadas equatoriais descreve as posições dos objetos celestes em relação ao equador celeste. Ele usa duas coordenadas principais: declinação e ascensão reta.
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A declinação (Dec) mede a distância angular de um objeto ao norte ou ao sul do equador celeste. É o equivalente celeste da latitude terrestre. A declinação é expressa em graus, variando de +90° (Polo Celeste Norte) a -90° (Polo Celeste Sul). Por exemplo, se um objeto tem uma declinação de +30°, significa que está posicionado um terço do caminho ao norte do equador celeste.
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A ascensão reta (AR) mede a distância angular de um objeto para o leste ao longo do equador celeste, começando do Primeiro Ponto de Áries. A ascensão reta é o equivalente celeste da longitude terrestre. Por razões históricas, é expressa não em graus, mas em horas, minutos e segundos de arco. O céu da Terra parece girar 360° em 24 horas ou 15° em uma hora. Portanto, o círculo completo de 360° do equador celeste corresponde a 24 horas de ascensão reta, e uma hora de ascensão reta equivale a 15°. Então, se um objeto tem uma ascensão reta de 6 horas, significa que está localizado 90° (15° × 6 horas) para o leste a partir do Primeiro Ponto de Áries ao longo do equador celeste.
O sistema de coordenadas equatoriais pode ser geocêntrico (com a Terra em seu centro, como na imagem acima) e topocêntrico (que depende da localização do observador). Muitos mapas estelares usam o sistema de coordenadas equatoriais geocêntricas. Se você quiser usar coordenadas de tais mapas estelares para mirar seu telescópio, terá que convertê-las para coordenadas equatoriais topocêntricas ou coordenadas horizontais (existem fórmulas especiais para fazer isso). Felizmente, existe uma solução muito mais fácil - baixar um aplicativo de observação de estrelas como Sky Tonight, que usa coordenadas topocêntricas. Falaremos mais sobre como usar o aplicativo mais tarde no artigo.
Latitude e longitude eclíptica (Sistema Eclíptico)
O sistema de coordenadas eclípticas descreve as posições dos objetos celestes em relação à eclíptica. Ele usa duas coordenadas principais: longitude e latitude eclípticas.
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A latitude eclíptica mede a distância angular de um objeto acima ou abaixo do plano da eclíptica. É expressa em graus, variando de +90° (Polo Eclíptico Norte) a -90° (Polo Eclíptico Sul).
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A longitude eclíptica é medida ao longo do plano da eclíptica e representa a distância angular de um objeto para leste a partir do Primeiro Ponto de Áries. A longitude eclíptica é expressa em graus, variando de 0° a 360°; o círculo completo de 360° ao redor da eclíptica corresponde a um ano. Portanto, se um objeto tem uma longitude eclíptica de 90°, significa que está posicionado um quarto do caminho ao redor da eclíptica para o leste a partir do Primeiro Ponto de Áries.
O sistema de coordenadas eclípticas é especialmente valioso para localizar e rastrear objetos dentro do Sistema Solar porque se alinha com suas órbitas. É amplamente utilizado em astronomia observacional, navegação de espaçonaves e cálculo de fenômenos como conjunções planetárias e eclipses.
Outros sistemas de coordenadas
Além dos três sistemas de coordenadas celestes que acabamos de discutir, os astrônomos também usam os sistemas de coordenadas galácticas e intergalácticas. O primeiro é usado para estudar objetos dentro da galáxia da Via Láctea, e o último - para estudar a estrutura em larga escala do Universo. No entanto, não vamos nos aprofundar neles aqui para não complicar demais o artigo. Os três sistemas que mencionamos serão mais do que suficientes para suas necessidades práticas.
Como localizar um objeto usando suas coordenadas?
Agora que você conhece os diferentes sistemas de coordenadas celestes, não terá problemas para localizar qualquer objeto no céu usando seu telescópio. Veja como fazer isso com a ajuda do aplicativo Sky Tonight.
- Certifique-se de que o Sky Tonight usa sua localização atual. Toque no painel de Configurações rápidas na parte inferior da tela e verifique a localização - ela deve estar definida para "Localização do dispositivo".
- Sobreponha a grade. No mesmo painel, toque no ícone do globo uma vez para sobrepor a grade equatorial no mapa do céu. Toque no ícone duas vezes para sobrepor a grade azimutal no mapa do céu. O tipo de grade que você deve escolher depende do suporte do seu telescópio.
- Obtenha as coordenadas do objeto que você deseja ver. Toque no ícone da lupa na parte inferior da tela, digite o nome do objeto no campo de busca e, em seguida, toque no cartão de informações do objeto. Depois disso, abra a guia Figuras. Aqui, você encontrará as coordenadas equatoriais topocêntricas do objeto (AR, Dec) e as coordenadas horizontais (azimute, altitude). Note que todas as coordenadas já são dadas em relação à sua localização, então você não precisa converter nada! Depois de ter memorizado ou anotado as coordenadas, toque no ícone de alvo azul para ver o objeto no mapa do céu.
- Agora, você pode mirar seu telescópio usando as coordenadas equatoriais ou horizontais. Use a grade em Sky Tonight como referência adicional.
Fatos interessantes
Ascensão reta: por que é "reta" e o que sobe onde?
Não é estranho que a ascensão reta seja equivalente à longitude terrestre? Poder-se-ia pensar que a palavra "ascensão" está muito mais associada à latitude. O fato é que, na antiga astronomia, havia um termo "esfera reta" — ele denotava uma posição da esfera celeste onde o equador celeste é perpendicular ao horizonte (isso pode ser observado no equador da Terra). Na esfera reta, todos os corpos celestes irão subir verticalmente — ou, em outras palavras, ascender corretamente. Então, originalmente, a ascensão reta de um objeto significava sua ascensão na esfera reta.
Declinação = desvio
"Declinação" também pode parecer um termo estranho, se você não conhecer a sua origem. Os primeiros astrônomos o usaram para descrever a distância pela qual a eclíptica "desvia" ou "se afasta" do equador. Se levarmos em conta que a raiz da palavra "declinação" significa "um afastamento", o termo começa a fazer sentido.
Primeiro Ponto de Peixes?
O Primeiro Ponto de Áries usado no sistema de coordenadas equatoriais é nomeado após a constelação zodiacal Áries. Durante o tempo em que o conceito do zodíaco foi estabelecido, o ponto onde o Sol cruzava o equador celeste no equinócio de março estava localizado em Áries. No entanto, devido ao fenômeno da precessão, o Primeiro Ponto de Áries gradualmente transitou para a constelação vizinha de Peixes. Portanto, logicamente, ele deveria ter sido renomeado para Primeiro Ponto de Peixes.
Vivemos na época J2000.0
As coordenadas celestes mudam devido à precessão do eixo do nosso planeta. A precessão leva a uma deriva para oeste dos pontos equinociais a uma taxa de aproximadamente 50.3 segundos de arco por ano. Consequentemente, a grade de coordenadas se move junto com os pontos equinociais em deslocamento. Para levar em conta essas mudanças, catálogos de estrelas e apps precisam ser atualizados regularmente para uma "época" específica que reflete a posição atual dos objetos celestes. O processo de atualização é normalmente conduzido a cada 50 anos. Atualmente, a maioria dos catálogos e apps empregam coordenadas da época J2000.0, que correspondem ao ano 2000. A próxima atualização significativa está programada para 2050.
Conclusão
Existem três sistemas de coordenadas principais na astronomia observacional: horizontal (altitude e azimute), equatorial (declinação e ascensão reta), e eclíptico (latitude e longitude eclípticas). Cada um deles é usado para seu próprio propósito e, juntos, permitem que astrônomos e observadores ocasionais localizem precisamente os objetos celestes e acompanhem seus movimentos através do céu.
