Athugaðu, opna í nýjum glugga. Prenta útSenda hlekk á þessa síðu til vinar

Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook

Himinhvelfingin

Til að átta sig á næturhimninum og færslu stjörnumerkjanna má hugsa sér hann sem eins konar kúlu umhverfis jörðina. Þegar við virðum fyrir okkur stjörnumerkin á vetrarnóttu er það svipað og að vera undir hvolfþaki í stórri dómkirkju og skoða myndir af fólki úr sögum Biblíunnar. Helsti munurinn er sá að hugmyndirnar að stjörnumerkjunum koma úr öðrum áttum og svo er aðeins svalara undir stjörnubjörum himni hér á Íslandi en í kirkjubyggingum Mið- og Suður-Evrópu.

Miðbaugur, suður- og norðurpóll himins

Stjörnufræðingar tala um norðurpól og suðurpól himins líkt og á yfirborði jarðar. Þeir eru staðsettir beint yfir norður- og suðurpól jarðarinnar og því í beinu framhaldi af jarðmöndlinum. Jafnframt ímynda menn sér heimsás sem framhald jarðmöndulsins út í geiminn.

Pólstjarnan í stjörnumerkinu Litlabirni er mjög nálægt norðurpól himins þar sem heimsásinn sker himinhvelfinguna. Aftur á móti eru engar bjartar stjörnur að finna nálægt suðurskauti (sæfarendum fyrri alda til mikillar armæðu!). Miðbaugur himins (celestial equator) liggur sem framhald af miðbaugi jarðar mitt á milli póla himinhvelfingarinnar.

Punktinn á himinhvelfingunni beint fyrir ofan okkur nefnum við hvirfilpunkt (zenith) og færist hann um himininn eftir því sem líður á nóttina. Andstæðan við hvirfilpunkt nefnist ilpunktur (nadir). Ilpunktur stjörnuskoðara á Íslandi er því í svipaða stefnu og Nýja-Sjáland (sem er nokkurn veginn hinum megin á jarðkúlunni).

Sjóndeildarhringurinn umhverfis okkur nefnist sjónbaugur í stjörnufræði. Þar sem Ísland er frekar norðarlega á hnettinum eru nokkur stjörnumerki nálægt norðurpól himinsins alltaf sjáanleg frá Íslandi (ávallt ofan sjónbaugs). Meðal þessara stjörnumerkja eru Stóribjörn (en þar er að finna Karlsvagninn), Litlibjörn, Kassíópeia og Drekinn og segjum við að þessi merki séu pólhverf.

Himinninn á pólsvæðum jarðar

Lárétt sólarupprás á suðurpólnum. Myndir teknar á 30 mínútna fresti. 

Það eru tvær staðreyndir varðandi næturhimininn sem vísindamenn í Amundsen-Scott rannsóknarstöðinni á suðurpólnum komast fljótt að í vetrarmyrkrinu sem þar ríkir í næstum sex mánuði á ári.

Þar sem þeir eru staddir beint undir suðurpól himins er hann ávallt í hvirfilpunkti. Ógæfusamur pólfari í vetrarmyrkri á norðurpólnum myndi á sama hátt upplifa einmanalega stemmningu með Pólstjörnunni yfir höfði sér.

Hitt sem heimskautafarar taka fljótt eftir er að það eru alltaf sömu stjörnumerkin sem prýða næturhimininn (merkin sem eru norðan/sunnan við miðbaug himins). Ef þeir fylgjast með himinhvelfingunni í dágóða stund þá er sem hún snúist í kringum þá.

Það sama gildir um sólina á daginn að hún ferðast allan sólarhringinn í sömu hæð yfir sjónbaug (eins og sjá má á myndinni hér til hliðar). Sólin hækkar hins vegar og lækkar á lofti í takt við árstíðirnar (er hæst 23° yfir sjónbaug um sumarsólstöður og við sjónbaug um jafndægur að vori og hausti).

Einmana besti vinur Íslendinga á hálfbráðnum hafís norðurpólsins sæi stjörnurnar snúast í kringum sig.

Við miðbaug má sjá öll stjörnumerkin

Íbúar jarðar sem búa nálægt miðbaug (t.d. íbúar Indónesíu og norðurhluta Brasilíu) hafa allt aðra sögu að segja en pólfararnir. Við miðbaug er hægt að sjá öll stjörnumerki himinsins og tæknilega séð ætti að vera hægt að sjá Pólstjörnuna við sjónbaug í norðri (þótt væntanlega séu vandkvæði á því vegna ljósbrots í andrúmsloftinu). Hér til hliðar er ljósmynd af stjörnuhimninum á Kilimanjaro, hæsta fjalli Afríku, sem er rétt sunnan við miðbaug.

Langflestir íbúar jarðarinnar búa utan hitabeltisins og heimskautasvæðanna. Á norðurhveli jarðar má sjá Pólstjörnuna í norðurátt og er hæð hennar jöfn breiddargráðu staðarins. Þetta nýttu sæfarar sér fyrr á tíð með því að mæla hæð Pólstjörnunnar (með sextanti) og finna þannig breiddargráðuna.

Í Reykjavík er Pólstjarnan alltaf í norðurátt í um 64° hæð yfir sjóndeildarhring (Reykjavík er á 64° norður af miðbaug).

Við miðbaug rísa stjörnurnar lóðrétt í austri, ferðast um himininn beint fyrir ofan athuganda og setjast lóðrétt í vestri.

Sjá nánar: Stjörnuskoðun á suðurhveli

Snúningur himinhvelfingarinnar

Eins og fram hefur komið virðist stjörnuhiminninn á norðurhveli snúast réttsælis umhverfis Pólstjörnuna. Ástæðan fyrir hreyfingunni er að leita í snúningi jarðar um sjálfa sig. Við sjáum því stjörnur og stjörnumerki rísa í austri, vera hæst á lofti í suðri (í hágöngu eins og það er kallað) og setjast í vestri (rétt eins og sólin). Hugtakið réttsælis (réttur sólargangur => réttsælis) er notað fyrir færslu sem fer í sömu átt og sólin á himninum á norðurhveli.

Á suðurhveli jarðar virðist himinhvelfingin snúast umhverfis suðurskaut himins. Öfugt við það sem við þekkjum á norðurhveli jarðar eru sólin og aðrar stjörnur í hágöngu í norðurátt á suðurhveli! (Enskumælandi þjóðir tala hins vegar um clockwise direction sem gengur bæði á norður- og suðurhveli.)

Snúningur himinhvelfingarinnar umhverfis Pólstjörnuna leiðir til þess að við sjáum ekki sömu stjörnumerkin alla nóttina héðan frá Íslandi.

Við miðbaug er þetta enn óvanalegra. Eins og sjá má á myndinni af pálmatrénu hér að ofan ferðast stjörnurnar beint yfir himinninn frá vestri til austurs og því má búast við að sjá stjörnumerki við miðbaug himins (eins og Óríon) „á hlið“ sem er talsvert frábrugðið því sem við eigum að venjast!

Einfalt er að átta sig á þessari færslu himinhvelfingarinnar með því að prófa sig áfram í forritum eins og Starry Night sem fæst hjá Sjónaukar.is.

Óríon á hlið við dögum í Andesfjöllunum í Bólivíu. Í efra vinstra horninu sést hluti Nautsins og bjarta stjarnan hægra meginn á myndinni er Síríus í Litlahundi, bjartasta stjarna næturhiminsins. Mynd: Sævar Helgi Bragason 

Stjörnulengd og stjörnubreidd

Það eru aðeins björtustu fyrirbærin á himninum sem bera sérstök nöfn. Flestallt sem finna má á himinhvelfingunni er kennt við hnit staðarins þar sem það sést eða við skrá þar sem þess er getið. Til dæmis gengur Sjöstirnið einnig undir heitinu M45 en það er númer 45 í skrá Charles Messier yfir þokubletti á himninum.

Stjörnufræðingar hafa komið sér upp ýmsum hnitakerfum fyrir himinhvelfinguna. Algengasta hnitakerfið sem stjörnufræðingar nota til þess að lýsa staðsetningu fyrirbæra á himinhvelfingunni er nefnt miðbaugshnit (equatorial coordinates). Það virkar á svipaðan hátt og lengdar- og breiddargráður á yfirborði jarðar. og byggir á því að hver einasti staður á himninum hefur tiltekna stjörnulengd (RA eða Right Ascension) í tímamáli (frá 0 klst 00 mín 00,0 sek upp í 23 klst. 59 mín. 59,9 sek.) og stjörnubreidd í gráðum (dec eða declination).

Einfalt er að skilja stjörnubreiddina sem virkar mjög svipað og breiddargráður á jörðinni. Á norðurhveli himins er stjörnubreiddin 0° og vex upp í +90° við norðurpól himins. Á suðurhveli er stjörnubreiddin aftur á móti neikvæð og lækkar frá 0° við miðbaug niður í -90° við suðurpól himins.

Stjörnulengdin er aðeins flóknara fyrirbæri en venst fljótt. Stjarnvísindamenn ákváðu að setja núllpunkt í vorpunktinum (vernal equinox) þar sem sólbaugur (ecliptic) sker miðbaug himins um jafndægur að vori (í kringum 21. mars þegar dagur og nótt eru jafnlöng alls staðar á jörðinni). Viðmiðunarpunkturinn er því með hnitin 0 klst 00 mín 00,00 sek og hækka þau réttsælis í sömu stefnu og sólin færist um himinhvolfið.

Vetrarbrautarþyrpingin MS 1621+2640 er nefnd eftir hnitum sínum á himninum sem eru stjörnulengdin 16 klst. 21 mín. og stjörnubreiddin 26 gráður 40 mínútur fyrir norðan miðbaug himins (plús fyrir framan seinna hnitið). Hún er á mörkum stjörnumerkjanna Herkúlesar og Norðurkórónunnar.
Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook