Sistemas de coordenadas - astro.iag.usp.brthais/aga210_files/aula4coordenadas.pdf · Sistema...
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Sistemas de
coordenadas
Coordenadas celestes: para que servem?
• Localizar um objeto no céu
• Registrar a localização de um objeto desconhecido
Variação no
aspecto do céu
Posição de
observação
Zênite
Leste
Oeste
Norte Sul
Nadir
Céu21 jun
18:30
LesteOeste Norte
-15°-30°
Céu21 jun
20:30
LesteOeste Norte
Céu21 jun
22:30
LesteOeste Norte
Olhando
para o Sul
OesteLeste
Sul
Próxima
Cen
jun
20:30
b
g
de
Cruzeiro do Sul
A Esfera Celeste
20 horas
22 horas
24 horas
Pólo Sul
Movimento noturno aparente
olhando ao Sul
Sul
OesteLeste
Movimento noturno aparente olhando ao
Norte desde o HS
Norte
LesteOeste
Leão
20 horas
22 horas
24 horas
Movimento noturno aparente de
uma estrela circumpolar norte
Norte
LesteOeste
Pólo Norte
Esfera
Celeste
Eixo de
rotação
PNC (pólo norte celeste)
PSC (pólo sul celeste)
P N
P S
N
L
Sistema local de
Coordenadas
Vertical de um local
Ve
rtic
al
VerticalDireção de um fio de prumo
em repouso e equlíbrio
Plano horizontal de um
local
Líquido em repouso e em equilíbrio
Plano horizontal
Plano horizontalPlano definido pela superfície livre de um
líquido em repouso e em equilíbrio
(longe das bordas)
Sistema Altazimutal
Sistema horizontal ou altazimutal de coordenadas é
um dos sistemas de coordenadas celestes que tem
como plano fundamental o horizonte do observador.
(O mais simples dos sistemas de coordenadas celestes)
O horizonte é definido como a linha aparente aolongo da qual, em lugares abertos e planos,observamos que o céu parece tocar a terra ou omar. Pela definição, pode se considerá-lo mesmoem áreas não planas, embora não se possaobservar. Em um local plano, uma pessoa podeenxergar um objeto no chão atéaproximadamente 5 km de distância. A partirdeste ponto o objeto estará "atrás" do horizonte.
A linha do horizonte
Sistema LocalZênite
Nadir
Horizonte
Nadir = ponto oposto
Coordenadas
Altazimutais
Plano do
Horizonte
Nadir
N S
L
W
z
hA
A,h
A,z
Zênite
0o A < 360o
-90o h +90o
0o z 180o
A = Azimute: é um ângulo medido no plano horizontal
que começa no ponto cardeal Norte e gira para Leste, até
interceptar o meridiano celeste do astro
h = altura: é um ângulo medido no meridiano (círculo vertical) do astro, que inicia no plano do
horizonte e vai até o astro
z = distância zenital: é um ângulo medido no meridiano (círculo vertical) do astro, que
inicia no zênite e vai até o astro
meridiano
Distância
zenital e
altura
Z
h
z
h + z = 900
h>0
h<0
Z
Coordenadas Altazimutais de alguns
pontos particulares
Horizonte
Zênite
Nadir
N S
L
W
z
hA
A = azimute
h = altura
z = distância zenital
Ponto AO hO zO
N 0 0 90
L 90 0 90
S 180 0 90
W 270 0 90
Z ? +90 0
~Z ? -90 180
Horizonte
Zênite
Nadir
N S
L
W
z
hA
Vantagens/Desvantagens
do sistema horizontal
local
É muito simples e intuitivo de
aprender/ensinar
PORÉM:
• Devido à rotação da Terra, as coordenadas de um dado
astro mudam de instante a instante para um dado
observador
• Observadores situados em distintos locais terão distintos
planos horizontais; em conseqüência as coordenadas
horizontais de um mesmo astro serão distintas para
observadores em locais diferentes.
Orientação na
Esfera Terrestre
pode ser feita através da projeção das
linhas de referência terrestres no céu
Latitude j e Longitude l
l
j < 0
PN
PS
Greenwich
N
L-900 j +900
-1800 l +1800
São Paulo
l= -46037´59” ou
l= 46037´59” W
j= -23032´36“ou
j= 23032´36” S
Caso a localidade
esteja no Oeste põe-se
um sinal negativo na
frente da longitude. Ao
invés de usar o sinal
negativo, pode-se
também usar as letras
E e W para indicar
Leste e Oeste,
respectivamente. Para
a Latitude segue-se a
mesma regra para S e
N (Sul é negativo).
Cada grau é
subdividido em
60 minutos, e
estes em 60
segundos
Latitude e Longitude de alguns
pontos
l
j < 0
j
PN
PS
Greenwich
Ponto l0 jO
Greenwich 0o -90 +90o
São Paulo 46037´59”W 23032´36”S
PN ? +90o
PS ? -90o
Trópico de Câncer
0 360o 23o27´08”N
Trópico de Capricórnio
0 360o 23o27´08”S
Círculo Polar Ártico
0 360o 66042´52”N
Círculo Polar Antártico
0 360o 66042´52”SN
L
Qual o ponto da
Terra do qual só
se pode
caminhar para o
Sul?PN
PS
Não tenho escolha:
o primeiro passo só
posso dar para o
Sul!
Sistema
Equatorial
é definido projetando-se no céu as
linhas de referência terrestres: equador,
meridianos, paralelos e pólos
Sistema Equatorial de
Coordenadas
PNC
PSC
g(ponto vernal)
d
( , d )
= ascensão reta
A ascensão reta é em tudo análoga à longitude: um ângulo que circula no equador e vai até o meridiano do astro.
A única diferença é que a origem das declinações não é o meridiano de Greenwich e sim o ponto onde a trajetória do Sol corta o equador celeste no sentido S N.
N
L
d = declinaçãoA declinação é em tudo análoga à
latitude na superfície da Terra: é
um ângulo que inicia no equador
celeste e vai até o astro através de
um meridiano (chamado círculo
horário neste contexto)
O Ponto Vernal é a posição do Sol ao
cruzar o equador celeste em 21 de
março, ou seja, no equinócio de
primavera (para o hemisfério norte).
Unidades
00 < 3600
Definição
1 hora = 150
0h < 24h
Ascensão reta
-900 d +900
Declinação
PN
PS
g
d
N
L
Coordenadas
equatoriais de
alguns pontos
= ascensão reta
d = declinação
PN
PS
g
d
W
Ponto dO
g 0o = 0h 0
W 180o = 12h 0
PN ? +90
PS ? -90
Trópico de Câncer 0 360o +23o27’08"
Trópico de Capricórnio 0 360o - 23o27’08"
1h = 150
PN
PS
g
d
N
L
Vantagens/Desvantagens
do sistema equatorial
Desvantagem :
não é intuitivo e mais
difícil de aprender
Vantagens:
As coordenadas são fixas na esfera celeste (não
mudam com a rotação da esfera celeste). Ou
seja, as coordenadas são as mesmas, não
importando a localização do observador na Terra.
Como se orientar no céu?
Cartas celestes impressas (antigo)
Programas que constroem cartas
celestes para um dado observador,
numa dada hora e local.
Sites que geram cartas celestes para
um dado observador
Programas para baixar e rodar
que constroem cartas celestes
Stellarium: www.stellarium.org
Cartas Celestes: www.stargazing.net/astropc/pindex.html
SKYMAP: www.skymap.com
Starry Night: http://www.starrynightstore.com/
Cyber Sky: http://www.cybersky.com/
Atlas Celeste: http://www.inape.org.br/Atlas.html
Sites
Construção de cartas celestes, eventos e informações sobre o céu
http://www.zenite.nu/
http://www.heavens-above.com
Sites interessantes de astronomia geral
http://astro.if.ufrgs.br/ (Curso Virtual de Astronomia)
http://hubblesite.org/ (Telescópio Hubble)
http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/eclipse.html (Eclipses)
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html (Astronomy pic. of the day)