Súhvezdia - Nočná obloha

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: ivana123
Typ práce: Poznámky
Dátum: 16.01.2014
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 5 522 slov
Počet zobrazení: 5 701
Tlačení: 266
Uložení: 289
Súhvezdia - Nočná obloha
 
Úvod
Na prvý pohľad môže vzniknúť dojem, že hviezd je nekonečne veľa. V skutočnosti to tak nie je. Všetky viditeľné hviezdy sú už dávno spočítané, zaznamenané na hviezdnych mapách, reprodukujú sa pomocou aparatúr nazvaných „planetáriá“. Nie je ich veľa: za jasnej bezmesačnej noci môžeme vidieť dohromady asi tritisíc hviezd. Ich počet však nezávisí len od počasia, ale aj od svetelného znečistenia, ktoré neustále pribúda a ktoré amatérskym aj profesionálnym astronómom robí vrásky na tvári, a od citlivosti nášho zraku. Za jeden večer sa nám ale nepodarí uvidieť všetky hviezdy, ktoré sú na oblohe. Veď v rôznych ročných obdobiach žiaria nad nami rôzne súhvezdia. Ak vezmeme do úvahy hviezdy viditeľné v lete i na jeseň, v zime i na jar a prirátame k nim hviezdy na južnej polguli, ktoré nikdy nevidíme, celkový počet hviezd viditeľných voľným okom sa vyšplhá až na deväťtisíc.

Hlavným zmyslom amatérskej astronómie je poznávanie hviezd a súhvezdí, a tiež schopnosť uskutočňovať jednoduché pozorovania oblohy. Môj projekt by mal byť pomôckou pri získavaní týchto základných poznatkov a možno aj akýmsi lákadlom pre mladých ľudí, aby sa sem-tam, keď idú večer z diskotéky, pozreli aj trocha vyššie, ako sú zvyknutí. V prvej časti sa budem venovať nebeskej sfére. Opíšem základné body, čiary a kružnice, ktoré sa na nej nachádzajú. Zoznámim vás tiež so súradnicovými sústavami, ktoré astronómovia používajú na určenie polôh hviezd alebo objektov na oblohe. Druhá časť hovorí o samotných súhvezdiach, ich označovaní a delení a v tretej časti by som chcel vyzdvihnúť účelnosť nočnej oblohy, vďaka ktorej sa človek nikdy nestratí. Musí však o nej čosi vedieť.

1 Nebeská sféra
Nebeské telesá sú tak nesmierne ďaleko, že nemôžeme rozlíšiť, ktoré sú ďalej a ktoré bližšie. Zdá sa nám, že všetky telesá, teda Slnko, Mesiac aj hviezdy, sú vzdialené rovnako, a z toho vzniká dojem nebeskej (svetovej) sféry. V astronómii pod pojmom nebeská sféra rozumieme pomocnú guľovú plochu ľubovoľného, prípadne nekonečného polomeru, na ktorú sa z pozorovacieho miesta premietajú všetky nebeské telesá. Pozorovacie miesto sa pokladá za stred nebeskej sféry. Je miestom, odkiaľ sa určujú smery (nie vzdialenosti) k jednotlivým nebeským telesám ako k bodom na nebeskej sfére. Spojnicu bodov, v ktorých sa zem-ský povrch stýka s oblohou, nazývame zdanlivý obzor (horizont). Skutočný, matematický, resp. astronomický hori-zont, je priesečnica roviny kolmej na spojnicu miesta pozorovateľa a stredu Zeme (obr. 2.1). V širšom zmysle slova horizontom nazývame časť zemského povrchu, ktorá je viditeľná z jedného miesta.

Pri pozorovaní nebeských telies vidíme, že niektoré sa zdvíhajú nad horizont a niektoré zapadajú podeň. Z každého miesta vidíme teda iba polovicu nebeskej sféry, a to tú, ktorá sa nachádza nad (matematickým) horizontom. Tá druhá polovica, nachádzajúca sa pod ním, je viditeľná len z opačnej zemskej polgule. Predstava nebeskej sféry zjednodušuje mnohé astronomické konštrukcie. Namiesto smerov pracujeme s bodmi na nebeskej sfére, ktoré sú priesečníkmi vektorov (vedených z miesta pozorovateľa), s povrchom nebeskej sféry. Vzdialenosť medzi dvomi bodmi sa tak bude určovať zmeraním uhla medzi vektormi, ktoré k nim vedú.
 
1.1 Pohyb oblohy
1.1.1  Denný pohyb oblohy
Na prvý pohľad sa môže zdať, že ani v priebehu mnohých storočí sa usporiadanie hviezd v súhvezdiach nemení a že všetky hviezdy sa neustále pohybujú tak, ako keby boli priklincované na povrch nebeskej sféry, otáčajúcej sa na severnej polguli v smere od východu na západ okolo bodu, ktorý sa nachádza v blízkosti hviezdy Polárka. Tento bod nazývame severný nebeský pól alebo severný svetový pól. Tento bod vznikol premietnutím severného pólu na oblohu. Aby sa odlíšil od toho zemského, pridáva sa do názvu slovíčko svetový. Čukčovia nazývajú Polárku „Eľkep – Jener“, čo v preklade znamená hviezdny klinec. Naozaj výstižné označenie hviezdy, okolo ktorej sa otáčajú všetky ostatné hviezdy, a to proti smeru pohybu hodinových ručičiek.

Zem vykonáva naraz mnoho rôznych pohybov. Jeden z jej najvýraznejších pohybov je rotácia okolo vlastnej osi. Túto rotáciu však nevnímame, pretože sme so zemským povrchom pevne spojení, ale zdá sa nám, že rotuje nebeská sféra okolo nás, a to od východu na západ. Zdanlivo sa otočí okolo svojej osi za rovnaký čas, za aký sa Zem otočí okolo svojej. Os, okolo ktorej sa táto sféra otáča, je totožná s osou rotácie Zeme. Táto os prechádza stredom zeme a mieri k Polárke. Tento zdanlivý pohyb astronómovia volajú denný pohyb oblohy.

Z fyziky vieme, že teleso, na ktoré nepôsobia žiadne sily, si zachováva smer osi rotácie. Takéto teleso je aj Zem, pričom os jej rotácie smeruje k pólom oblohy, k severnému svetovému pólu a k južnému svetovému pólu. Tento rotačný pohyb je veľmi stabilný a s veľkou presnosťou z neho odvodzujeme meranie času. Perióda rotácie trvá 1 hviezdny deň, teda 23 hodín, 56 minút. Toto otočenie trvá kratšie ako jeden deň (slnečný), pretože neberieme do úvahy pohyb Zeme okolo Slnka. Je to otočenie Zeme okolo svojej osi voči vzdialenému hviezdnemu pozadiu alebo, ak chcete, voči nebeskej sfére. Zem však okolo Slnka obieha, a preto jedným dňom v bežnom, hovorovom jazyku myslíme jedno otočenie Zeme vzhľadom na Slnko. Tento slnečný deň je pre obeh Zeme okolo Slnka o 3 minúty a 56 sekúnd dlhší ako hviezdy deň.
 
1.1.2  Ročný pohyb oblohy, ročné obdobia
Okrem denného pohybu, ktorého sa zúčastňujú Slnko aj ostatné nebeské telesá, pozorujeme aj ročný pohyb oblohy, ktorý je spôsobený obehom Zeme okolo Slnka. Prejavuje sa jednak v zmene výšky Slnka na poludnie, a jednak v zmene vzhľadu hviezdnej oblohy počas roka. Ak si niektorý večer zapamätáme polohu súhvezdí, napríklad dve hodiny po západe Slnka, a toto pozorovanie zopakujeme po jednom až dvoch mesiacoch, uvidíme, že všetky súhvezdia sú posunuté smerom na západ. A toho vyplýva, že za ten čas sa Slnko posunulo medzi hviezdami v smere od západu na východ. Myslená čiara, po ktorej sa pohybuje Slnko počas roka, sa nazýva ekliptika. Je to priemet roviny dráhy Zeme pri obehu okolo Slnka na nebeskú sféru. Táto kružnica pretína svetový rovník v dvoch proti sebe ležiacich bodoch – vo výstupnom uzle, ktorý označujeme ^, a v zostupnom, označovanom d. Rovina ekliptiky je sklonená k rovníku pod uhlom ε = 23° 27′.

Celú zdanlivú otočku voči hviezdnej oblohe proti smeru jej denného pohybu vykoná Slnko približne za 365,25 dňa. Teda za jeden deň prejde na nebeskej sfére skoro 1°, čo je približne dvojnásobok jeho uhlového priemeru. Hlavné momenty ročného pohybu Slnka sú nasledujúce:
21. marec: jarná rovnodennosť. Slnko na oblohe pretína rovník v bode jarnej rovnodennosti ^ a prechádza na severnú polguľu oblohy. Na severnej polguli Zeme nastáva „astronomická jar“.
22. jún: letný slnovrat, na severnej polguli Zeme nastáva začiatok leta. Slnko dosahuje najväčšiu severnú deklináciu: δ = + ε. Na severnej polguli je najdlhší deň.
23. september: jesenná rovnodennosť. Slnko na pretína rovník v bode jesennej rovnodennosti d, pre severnú polguľu Zeme nastáva jeseň.
22. december: zimný slnovrat, čiže začiatok zimy. Slnko má najväčšiu južnú deklináciu: δ = − ε. Na severnej polguli Zeme je najkratší deň.
Presná dĺžka roka sa nazýva tropický rok. Je to interval medzi dvomi za sebou idúcimi prechodmi stredu Slnka cez bod jarnej rovnodennosti. Trvá 365,2422 dňa, presnejšie 365 dní 5 hodín 48 minút a 46 sekúnd.
 
1.1.3  Precesia a nutácia
Okrem denného pohybu, spôsobeného rotáciou Zeme okolo osi má na polohu bodov na nebeskej sfére vplyv nutácia a precesia. Nutácia je pohyb skutočného pólu rovníka okolo stredného pólu rovníka po kružnici v zápornom smere v perióde 18,61 roka. Jej príčinou sú periodické zmeny gravitačných účinkov Mesiaca na rotujúci zemský elipsoid (Zem nie je ideálna guľa, je sploštená na póloch a vydutá na rovníku). Vplyvom nutácie sa mení poloha pólu svetového rovníka a tým aj poloha svetového rovníka. Poloha pólu ekliptiky ostáva nezmenená, lebo sa nemení ani poloha ekliptiky – dráhy Zeme, a mení sa len poloha jarného bodu a sklon svetového rovníka k ekliptike.

Precesia predstavuje pohyb osi zemského zotrvačníka okolo pevnej osi v priestore pod vplyvom vonkajších gravitačných síl. Spôsobujú ju gravitačné účinky Slnka a Mesiaca na zemský elipsoid. Objavil ju Hipparchos. Precesia spôsobuje pohyb jarného a jesenného bodu po ekliptike. Jej hodnota je približne 50″ za rok. Perióda precesie má dĺžku 25 725 rokov a nazývame ju Platónsky rok.

1.2 Základné body, čiary a kružnice na oblohe
Základný smer na Zemi je smer zemskej tiaže. Predĺžená spojnica smeru zemskej tiaže pretína nebeskú sféru v dvoch bodoch; v najvyššom bode oblohy nazývanom zenit a v protiľahlom bode nazývanom nadir. Rovinu, ktorá pretína nebeskú sféru v hlavnej kružnici a ktorá je kolmá na smer tiaže, nazývame horizont (obzor). Smer tiažovej priamky sa v rôznych miestach Zeme mení, a preto má každé pozorovacie miesto svoj vlastný zenit, nadir a horizont. Rovina prechádzajúca zenitom, nadirom, pólmi, miestom pozorovateľa a severným (S) a južným bodom (J) obzora sa nazýva rovina miestneho poludníka alebo rovina meridiána. Priamka prechádzajúca zemskými pólmi pretína nebeskú sféru v dvoch bodoch, nazývaných svetové (nebeské) póly – severný svetový pól (SSP) a južný svetový pól (JSP). Rovina kolmá na smer polárnej osi a prechádzajúca zemským rovníkom pretína oblohu (nebeskú sféru) v najväčšej kružnici, ktorá sa nazýva svetový rovník. Ten pretína obzor vo východnom (V) a západnom bode (Z).

Uhlová výška svetového pólu nad horizontom (u nás severného svetového pólu nad severným bodom obzora, čo približne zodpovedá výške Polárky) sa rovná zemepisnej šírke pozorovacieho miesta. Zemepisná dĺžka miesta pozorovateľa je určená uhlom medzi miestnym poludníkom (meridiánom) a nultým, Greenwichským poludníkom v kladnom smere na východ.
Významnou rovinou je aj rovina ekliptiky. Je to rovina, po ktorej sa počas roka zdanlivo pohybuje Slnko (ostatné planéty a Mesiac sa pohybujú len v jej blízkosti, kvôli odchýlke sklonov ich dráh voči ekliptike). Nebeskú sféru pretína rovina ekliptiky v hlavnej kružnici. Vplyvom pohybu Zeme okolo Slnka mení v svetovom priestore spojnica Zem – Slnko svoju polohu a pretína nebeskú sféru v rôznych bodoch na ekliptike. Môžeme teda povedať, že ekliptika je množina bodov na nebeskej sfére, na ktorej je počas roka pozorovaný stred pravého Slnka. Ak miestom pozorovateľa vedieme priamku kolmú na rovinu ekliptiky, pretína nám táto priamka nebeskú sféru v póloch ekliptiky – v severnom póle ekliptiky a v južnom póle ekliptiky. Severný pól ekliptiky leží v súhvezdí Draka vo vzdialenosti približne 23,5 stupňa od severného svetového pólu. Ekliptika prechádza súhvezdiami Ryby, Baran, Býk, Blíženci, Rak, Lev, Panna, Váhy, Škorpión, Hadonos, Strelec, Kozorožec a Vodnár. Niektoré názvy týchto súhvezdí pochádzajú z dôb starých Babylončanov, Sýrčanov a Egypťanov.

Svetový rovník a ekliptika sú kružnice, ktoré zdieľajú zdanlivý denný pohyb nebeskej sféry, ale ich vzájomná poloha sa nemení. Najvzdialenejšie body týchto kružníc sú navzájom odchýlené o uhol 23,5 stupňa. Svetová os a gravitačná ťažnica zvierajú uhol 90º – φ, kde φ je zemepisná šírka pozorovateľa. Pól ekliptiky zdieľa denný pohyb oblohy a mení svoju polohu voči horizontu. Preto aj ekliptika mení voči obzoru svoju polohu.

Medzi ďalšie významné body na nebeskej sfére patria body rovnodennosti a slnovratové body. Body rovnodennosti sú dva. Je to jarný bod rovnodennosti (^) a jesenný bod rovnodennosti (d). Jarný bod rovnodennosti, alebo len jarný bod, je priesečník ekliptiky so svetovým rovníkom. V jarnom bode sa nachádza Slnko v čase jarnej rovnodennosti, keď pri svojom ročnom pohybe pretína svetový rovník v smere z juhu na sever. Podobne ako jarný bod je jesenný bod priesečník ekliptiky so svetovým rovníkom, cez ktorý Slnko na jeseň prechádza pod rovník, teda v smere opačnom ako je to pri jarnom bode. Vplyvom pohybu ekliptiky a svetového rovníka (precesia, nutácia) sa jarný bod posúva po ekliptike v smere proti zdanlivému pohybu Slnka po ekliptike (ročný pohyb). Pohyb jarného bodu objavil v roku 150 p. n. l. Hipparchos. Slnovratové body, podobne ako body rovnodennosti, sú dva. Sú to body na ekliptike, v ktorých sa Slnko nachádza v čase slnovratov. V týchto bodoch Slnko dosahuje najväčšiu (letný slnovrat), alebo najmenšiu (zimný slnovrat) deklináciu. Slnko sa po dosiahnutí slnovratových bodov pohybuje späť k rovníku. V čase letného slnovratu má Slnko deklináciu 23º 27′, teda sa nachádza nad obratníkom Raka, a v čase zimného slnovratu má deklináciu − 23º 27′, vtedy je Slnko nad obratníkom Kozorožca.

1.3 Súradnice a súradnicové sústavy
Ak chceme vyjadriť polohu nejakého objektu na oblohe, potrebujeme na to sférickú súradnicovú sústavu. Tak ako v rovine potrebujeme na dostatočné vyjadrenie polohy bodu dve základné kolmé priamky (os x a os y), na určenie polohy objektu na guľovej ploche potrebujeme dve základné kolmé kružnice alebo jednu kružnicu a na nej bod s nulovými súradnicami. Tento bod je zároveň jeden z priesečníkov oboch hlavných kružníc. V astronómii sa používa viac typov súradnicových systémov, navzájom sa odlišujú rôznymi základnými kružnicami. Tie najbežnejšie používané sú popísané nižšie. Znázornené sú na obr. 1.4.
 
1.3.1  Obzorníkové súradnice
Ak chceme nájsť z nášho pozorovacieho stanoviska nejaký objekt na oblohe, javí sa použitie súradnicového systému pevne spojeného s rotujúcou oblohou ako nevhodné. Oveľa výhodnejšie je použiť súradnice obzorníkové alebo horizontálne. Základnou rovinou tohto systému je rovina obzora. Pozdĺž nej sa meria azimut (A), počíta sa od severného boda obzora kladne smerom na východ (v smere hodinových ručičiek) a vyjadruje sa v stupňoch od 0° do 360°. Zemepisný azimut aj astronomický azimut sa rátajú od severu. Astronomický sa však v minulosti rátal od juhu. Druhá súradnica je výška objektu nad obzorom (h) a nadobúda hodnoty od 0 do + 90 stupňov smerom na sever. Niekedy sa namiesto nej používa zenitová vzdialenosť (z), čiže vzdialenosť objektu od zenitu, čo je vlastne doplnok výšky do 90 stupňov: z = 90 − h. Kružnice rovnobežné s horizontom sa nazývajú almukantaráty. Všetky body na almukantaráte majú rovnakú výšku. Obzorníkové súradnice sú pevne spojené s miestom pozorovateľa a je to preňho prirodzená sústava, pretože základnými smermi sú vodorovný a zvislý smer. Ako azimut, tak aj výška objektu na oblohe sa menia každým okamihom, preto nemôžu byť uvedené v žiadnych tabuľkách.
 
1.3.2  Rovníkové súradnice I. druhu
Pre tento súradnicový systém je charakteristické to, že jedna jeho súradnica sa s rotáciou oblohy mení a druhá nie. Základnou rovinou je už podľa názvu svetový rovník, teda jednou zo súradníc je deklinácia (δ). Druhou súradnicou je hodinový uhol (t). Táto súradnicová sústava sa v praxi používa pri ďalekohľadoch na paralaktickej montáži, kde pri rotácii okolo polárnej osi mieri ďalekohľad stále do miest s rovnakou deklináciou. V smere rovníka sa ďalekohľad natáča podľa hodinového uhla objektu, ktorý sa dá ľahko zistiť z rektascenzie objektu a hviezdneho času. Z definície hviezdneho času ako hodinového uhla objektu a rektascenzie počítanej od jarného bodu vychádza jednoduchý vzťah θ = α + t, kde α je rektascenzia hviezdy a t jej hodinový uhol.

Preto pokiaľ chceme namieriť ďalekohľad na objekt, jeho deklináciu zistíme z tabuliek, od aktuálneho hviezdneho času odpočítame jeho rektascenziu a výsledný hodinový uhol nastavíme na kruhovej stupnici deklinačnej osi montáže ďalekohľadu. Takýmto spôsobom môžeme namieriť ďalekohľad na požadovaný objekt aj keď daný objekt priamo nevidíme, napríklad cez deň, pri zamračenej oblohe, alebo ak je príliš slabý pre náš zrak, takže ho v ďalekohľade síce nevidíme, ale môžeme tento objekt dlhšie exponovať s fotoaparátom alebo CCD kamerou.

1.3.3  Rovníkové súradnice II. druhu
Na oblohe je zavedený aj systém súradníc podobný, akým popisujeme polohu miest na povrchu Zeme. Sú to rovníkové súradnice II. druhu. Základnou kružnicou tejto súradnicovej sústavy je nebeský rovník. Pozdĺž neho sa ráta rektascenzia (α) od jarného bodu proti smeru otáčania oblohy, t.j. kladne smerom na východ. Druhá súradnica sa nazýva deklinácia (δ) a nadobúda hodnoty − 90 až + 90 stupňov. Ráta sa od nebeského rovníka kladne smerom na sever. Analógiou pre rektascenziu je geografická dĺžka a pre deklináciu geografická šírka. Rektascenzia sa udáva v oblúkových hodinách od 0 do 24 hodín. Rovníkové súradnice jarného bodu sú α = 0 h, δ = 0°. Charakteristické pre tento súradnicový systém je to, že súradnice sú pevne spojené s rotujúcou oblohou a že objekt, ktorý sa na sfére nepohybuje, má vždy rovnaké súradnice, ktoré sú nezávislé na dennom pohybe oblohy a na polohe pozorovacieho stanoviska. Tento systém je preto vhodný pre jednoznačné označovanie polôh objektov, napríklad v katalógoch a v hviezdnych mapách.
Rovníkové súradnice hviezd sa v dlhej časovej mierke predsa len menia. Za to môže jednak precesný a nutačný pohyb našej Zeme, a jednak to, že aj hviezdy sa v rámci galaxie navzájom pohybujú. Aj najrýchlejší vlastný pohyb – okolo 17′ za storočie pri Barnardovej hviezde – je však v amatérskych podmienkach zanedbateľný. Väčšina hviezd má vlastný pohyb len pár oblúkových sekúnd za sto rokov. Medzi rovníkovými a obzorníkovými súradnicami existujú prevodné vzťahy. Ak poznáme rektascenziu a deklináciu objektu, tak na určenie jeho výšky a azimutu potrebujeme vedieť ešte veličiny, ktoré charakterizujú konkrétne miesto pozorovateľa: hodinový uhol objektu a zemepisnú šírku pozorovateľa.
 
1.3.4  Ekliptikálne súradnice
Už v dávnej minulosti naši predkovia spozorovali, že Mesiac a planéty pri svojej púti medzi hviezdami zostávajú v blízkosti ekliptiky. Preto rovina ekliptiky je vhodnou základnou rovinou na určovanie ich polôh. Súradnice ekliptikálnej sústavy sú ekliptikálna šírka (β) a ekliptikálna dĺžka (λ). Ekliptikálna šírka je uhol medzi smerom na planétu a rovinou ekliptiky (severná je kladná, južná záporná). Meria sa v stupňoch od ekliptiky na sever 0° až 90° a na juh 0° až – 90°. Ekliptikálna dĺžka je uhol od jarného bodu po kolmý priemet planéty do roviny ekliptiky. Meria sa (na severnej polguli) po ekliptike od jarného bodu smerom na východ (proti smeru hodinových ručičiek) a udáva sa v oblúkových stupňoch od 0° do 360°.

2 Súhvezdia
Nočná obloha je posiata množstvom hviezd rôznych jasností a farieb. Podľa jasnosti zaraďujeme hviezdy do tried rôznej jasnosti – magnitúd. Ako príklad môžeme uviesť, že najjasnejšie sú hviezdy prvej magnitúdy (1m), hviezdy druhej magnitúdy (2m) sú približne 2,512-krát slabšie, a tak ďalej. To znamená, že čím sú hviezdy jasnejšie, tým je ich magnitúda vyjadrená menším číslom, vrátane nuly a záporných čísel. Voľným (a zdravým) okom za bezmesačnej noci a ďaleko od zdrojov umelého osvetlenia môžeme ešte rozoznať na oblohe hviezdy 6m. Na prvý pohľad sa zdá, že hviezdy sú na oblohe rozložené úplne náhodne. Ich vzájomná poloha sa nemení, aj keď sa voči horizontu neustále pohybujú. Zoskupenia jasnejších hviezd vytvárajú obrazce, ktoré nazývame súhvezdia. Aj keď sa nám niektoré hviezdy na oblohe javia blízko seba, v priestore sú od seba veľmi vzdialené. Súhvezdia, na ktoré sme zvyknutí pri ich pozorovaní zo Zeme, by sa z iných oblastí vesmíra javili úplne inak. Už v dávnych dobách naši predkovia rozdelili oblohu na súhvezdia, ktorým väčšinou ostali názvy z gréckej mytológie, iba pre niektoré súhvezdia majú rôzne národy svoje vlastné názvy.  Systém delenia hviezd na súhvezdia bol neskôr akceptovaný na medzinárodnej úrovni a dnes je obloha rozdelená na 88 súhvezdí.

Podľa modernej definície súhvezdie predstavuje presne ohraničenú oblasť oblohy s určitou skupinou hviezd. Väčšinu súhvezdí spoznáme práve podľa obrazca jeho najjasnejších hviezd. Okrem hviezd, ktoré sú zoskupené do súhvezdí, vidíme na oblohe svetlý pás Mliečnej cesty. Tento pás na oblohe predstavuje rovinu našej Galaxie.
 
2.1 Označovanie súhvezdí a hviezd v súhvezdiach
V časoch rozvoja modernej astronómie bola jazykom vzdelancov latinčina, podobne ako v súčasnosti je medzinárodným jazykom angličtina. Latinčina sa vytratila, ale zvyk astronómov označovať súhvezdia latinsky sa zachoval ako medzinárodne rozlišované označenie. Kvôli zjednodušeniu sa používajú okrem celých názvov aj trojpísmenové skratky vychádzajúce z latinských mien súhvezdí. Väčšina skratiek je vytvorená z prvých troch písmen latinského názvu súhvezdia. Ak má súhvezdie  dvojslovný názov, skratka sa vytvorí z prvých písmen každého slova. Ako príklad uvedieme súhvezdie Veľký pes. Po latinsky sa volá Canis Major a jeho latinská skratka je CMa.

Na obr. 2.1 je zmenšený výsek hviezdnej mapy so súhvezdím Orión, ktorý má latinský názov Orion. Vidíme, že najjasnejšie hviezdy sú označené písmenami gréckej abecedy približne v poradí podľa jasnosti (toto označenie sa nazýva Bayerovo). Niektoré najjasnejšie alebo dajakou zvláštnosťou obdarené hviezdy majú aj vlastné názvy, napríklad hviezda α Ori (ku gréckemu písmenu sa pridáva trojpísmenová latinská skratka súhvezdia) sa volá Betelgeuze, β Ori sa volá Rigel. Iné príklady známych hviezd s vlastným názvom: α Cyg (α Labute) sa volá Deneb α Lyr (α Lýry) sa volá Vega, α CMa (α Veľkého psa) má názov Sírius (táto hviezda je momentálne najjasnejšia hviezda nočnej oblohy, s magnitúdou − 1,44m), α UMi (α Malého medveďa) sa volá Polárka. Takýchto hviezd s pomenovaním je asi 270.

Pri prideľovaní mien hviezdam sa však neaplikuje len systém gréckych písmen a vlastných názvov, ale uplatňujú sa aj iné metodiky. Veľký počet sa označuje číslicami pred genitívnym tvarom latinského pomenovanie súhvezdia. Sú to takzvané Flamsteedove čísla (napríklad 61 Cygni), ktoré sa prideľujú podľa rektascenzie. Niektoré hviezdy neuvedené vo Flamsteedovom katalógu sa identifikujú pomocou veľkých a malých písmen, a to najmä v prípade južných súhvezdí. Odlišný písmenový systém, ktorý sa začína veľkým písmenom R, sa používa na označenie niektorých premenných hviezd (napríklad T Cygni, T Tauri).

 
2.2  Delenie súhvezdí
2.2.1  Podľa pozorovateľnosti
 
–  cirkumpolárne
–  vychádzajúce a zapadajúce
·  jarné
·  letné
·  jesenné
·  zimné
–  nevychádzajúce
 
Pokiaľ sa pozorovateľ nachádza na zemskom póle, všetky súhvezdia sú pre neho cirkumpolárne. Pokiaľ sa pozorovateľ nachádza na rovníku, všetky súhvezdia sú pre neho vychádzajúce a zapadajúce. Ak sa pozorovateľ nachádza na akomkoľvek inom mieste, niektoré súhvezdia (resp. ich časť) vidí po celý rok, sú teda cirkumpolárne, niektoré vidí len v určitých ročných obdobiach (vychádzajúce a zapadajúce) a niektoré nevidí nikdy (nevychádzajúce). Čím je pozorovateľ bližšie k pólu, tým menej má vychádzajúcich súhvezdí a tým viac súhvezdí pre neho patrí k cirkumpolárnym a nevychádzajúcim. V zemepisných šírkach Slovenska je cirkumpolárne súhvezdie napríklad Kasiopeja, vychádzajúce a zapadajúce Orión a nevychádzajúce Južný kríž. Čím je súhvezdie bližšie k svetovému pólu, tým je ho možno pozorovať z menšej časti Zeme. Zoznam súhvezdí, ktoré môže pozorovateľ z jedného miesta pozorovať sa pomaly mení. Môže za to pohyb zemského pólu zvaný precesia.
 
2.2.1.1 Cirkumpolárne súhvezdia
Cirkumpolárne hviezdy a súhvezdia sú také, ktoré ležia blízko nebeských pólov a ktoré sú počas celého roka nad horizontom, teda nezapadajú. O ktoré konkrétne ide však závisí na polohe pozorovateľa (na jeho zemepisnej šírke). Pre pozorovateľa stojaceho na severnom póle je cirkumpolárna cela severná obloha. Naopak pre pozorovateľa na rovníku nie je cirkumpolárne žiadne súhvezdie – všetky vychádzajú a zapadajú, to znamená, že aspoň časť každého súhvezdia sa počas dňa dostane na istý čas pod horizont.

Aby bola hviezda cirkumpolárna, jej deklinácia musí byť väčšia ako 90° mínus zemepisná šírka pozorovateľa. Pozorovateľovi v našich zemepisných šírkach (okolo 49°) nezapadajú všetky hviezdy s kladnou deklináciou, teda vzdialenosťou na sever od nebeského rovníka udávanou v stupňoch, väčšou ako + 41°. Pri súhvezdí platí, že cirkumpolárne je vtedy, keď žiadna jeho časť nezapadá. Celých nezapadajúcich súhvezdí je u nás šesť: Malý medveď, Veľká medvedica, Kasiopeja, Drak, Cefeus, Žirafa. Malú výnimku tvorí Veľká Medvedica, ktorej časť sa dostáva pod obzor, ale všetky hviezdy tvoriace charakteristický obraz medveďa sú nad obzorom po celý rok.
 
2.2.1.2 Vychádzajúce a zapadajúce súhvezdia
Súhvezdia, ktoré sú raz nad horizontom a inokedy pod ním, nazývame vychádzajúce a zapadajúce súhvezdia. Sú to také súhvezdia, ktoré počas roka vychádzajú a zapadajú, musia však v čase kulminácie vyjsť nad horizont úplne celé. V našich zemepisných šírkach sú to súhvezdia, ktoré majú deklináciu väčšiu ako – 41° a zároveň menšiu ako + 41°. Tieto súhvezdia nevidíme naraz na oblohe všetky. Ako Zem obieha okolo Slnka alebo ako Slnko prechádza ekliptikou, naskytne sa nám pohľad vždy na inú časť oblohy. Preto vychádzajúce a zapadajúce súhvezdia delíme ešte podľa toho, kedy ich vidíme najlepšie, na jarné, letné, jesenné a zimné súhvezdia.
 
2.2.1.3 Nevychádzajúce súhvezdia
Medzi nevychádzajúce súhvezdia zaraďujeme súhvezdia, ktoré v danom mieste nevychádzajú vôbec, ale aj také, ktoré vychádzajú len svojou malou časťou. U nás nad obzor nevychádzajú tie oblasti oblohy, ktoré majú deklináciu menšiu ako − 41 stupňov. Niektoré súhvezdia sa u nás dostávajú nad obzor takmer celé, no pozorujeme ich len v krátkom období roka veľmi nízko nad južným obzorom, väčšinou ich preto ani nepoznáme.
Oblasť oblohy, ktorá od nás nie je pozorovateľná, je veľmi bohatá na hviezdy. Tiahne sa cez ňu Mliečna cesta, ktorá obsahuje nielen slabé hviezdy, ale aj množstvo jasných hviezd. V tomto smere totiž ležia k nám najbližšie ramená Galaxie – rameno Orióna a rameno Strelca. Nedostatkom hviezd trpí oblasť okolia južného svetového póla. Súhvezdia južnej oblohy na rozdiel od tej našej takmer vôbec nemajú pôvod spojený s mytológiou. Je to dané tým, že aktívne spoznávanie tejto časti oblohy sa začalo až pri rozmachu námorníctva v 16. storočí. Mnoho súhvezdí zaviedol nemecký astronóm Johann Bayer a neskôr francúz Abbé Nicolas de La Caille. Väčšinou ich pomenovania súvisia s technickými vymoženosťami danej doby. Len výraznejšie súhvezdia, ktoré už dostatočne vysoko vychádzajú nad obzor v oblasti Stredozemného mora, si zachovali pomenovanie podľa gréckych bájí.
 
2.2.2  Zvieratníkové súhvezdia
V dávnych časoch ľudia rozdelili ekliptiku na 12 rovnakých dielov po tridsiatich stupňoch. Tieto diely sa nazývajú znamenia a sú pomenované podľa súhvezdí, s ktorými boli takmer totožné pred asi 2000 rokmi. To znamená, že Slnko v znamení Strelca sa vtedy skutočne nachádzalo i v súhvezdí Strelca a tento a jemu priľahlé súhvezdia boli na oblohe cez deň so Slnkom. Znamenia zaviedli z praktických potrieb výpočtu kalendára, keďže v každom zo znamení sa Slnko nachádzalo presne jeden mesiac. Súhvezdia, ktoré ležia na ekliptike a zodpovedajú 12 znameniam, nazývame zvieratníkové (zodiakálne) súhvezdia. Ich šírka je veľmi rôzna. Ekliptika však okrem dvanástich zvieratníkových súhvezdí prechádza ešte jedným súhvezdím nachádzajúcim sa medzi Škorpiónom a Strelcom. Toto súhvezdie sa nazýva Hadonos (lat. Ophiucus). Takže zvieratníkových súhvezdí je 12 a ekliptikálnych súhvezdí 13.
Každé z dvanástich zvieratníkových súhvezdí má aj svoj špeciálny znak. V nasledujúcej tabuľke sú vymenované podľa poradia od jarného bodu (znak zvieratníkového súhvezdia, slovenský názov, latinský názov).

Tie súhvezdia, v ktorých sa nachádza Slnko, sú nedostupné na pozorovanie, ale opačná časť zvieratníka sa dá veľmi dobre pozorovať. Napríklad v júni je Slnko v Blížencoch, dobre pozorovať môžeme Škorpióna a Strelca. Existujú však prístroje, pomocou ktorých môžeme z družíc pozorovať hviezdy aj pri Slnku. Takýto prístroj, koronoraf s vonkajšou clonou, pozoruje slnečnú korónu na družici SOHO od roku 1996.
 
3 Orientácia na oblohe
Orientácia a navigácia sú s astronómiou pevne spojené už od jej počiatkov. Astronómia dala svetu také, dnes už bežné veci, ako sú kalendár, metódy orientácie či udržovanie presného času. Všetky tieto výdobytky už považujeme za samozrejmé a rola súčasnej astronómie sa posúva skôr k experimentálnemu testovaniu kozmologických hypotéz. Navigácia a orientácia má však stále svoje miesto aj v každodennom živote a mnoho ľudí ani nevie, čo všetko sa dá zistiť z oblohy nad nimi. Snaha identifikovať objekty na nočnej oblohe môže byť po prvý raz skľučujúcim zážitkom. Vhodným spôsobom, ako začať, je naučiť sa merať vzdialenosti odhadom a podľa jednoduchých poučiek. Na začiatok stačí poznať zopár jasných hviezd a kľúčových súhvezdí. Predlžovaním spojníc sa nájdu iné hviezdy i obrazce, ktoré pri ďalšom hľadaní tiež poslúžia ako odrazové mostíky.
 
 
3.1 Odhadovanie vzdialeností na oblohe
Je pomerne neľahké len na základe mapy posúdiť, aké veľké sú objekty a vzdialenosti na oblohe. Našťastie, ruka natiahnutá od tela sa dá použiť ako pomerne spoľahlivé meradlo. Ukazovákom, prípadne malíčkom, si napríklad ľahko zakryjeme Slnko alebo Mesiac, široké len pol stupňa. Chrbtom ruky so stiahnutými prstami si na oblohe zakryjeme asi 10 stupňov, čo zodpovedá šírke Veľkého voza bez oja (tu sa myslí len obrazec pripomínajúci voz, nie celé súhvezdie Veľkej medvedice). Na zakrytie Pegasovho štvorca, širokého 15 stupňov, je potrebné roztiahnuť prsty na predpaženej ruke.
 
3.2 Základné orientačné body na oblohe
Každá obloha (jarná, letná, jesenná a zimná) má zhodou okolností svoje najvýraznejšie zoskupenie hviezd, vďaka ktorým sa môže astronóm ľahšie orientovať. Na jarnej oblohe je to Jarný trojuholník, ktorý tvoria hviezdy Regulus zo súhvezdia Lev, Spika zo súhvezdia Panna a Arktúr z Pastiera. V lete je to trojica najjasnejších hviezd, ktoré tvoria Letný trojuholník, a sú to Vega z Lýry, Altair z Orla a Deneb z Labute. Na jeseň  tvorí najvýraznejší objekt skupenstvo štyroch hviezd, ktoré tvoria Pegasov štvorec. Niekedy sa však stretávame aj s názvom Jesenný štvoruholník.  Sú to hviezdy Algenib, Markab, Scheat zo súhvezdia Pegas a hviezda Alpheratz z Andromédy. V zime je to mnohouholník tvorený z najjasnejších hviezd, a to sú Sírius z Veľkého psa, Kastor a Pollux z Blížencov, Prokyón z Malého psa, Aldebaran z Býka, Capella z Povozníka a Rigel z Orióna.

3.2.1  Severná obloha
Veľký voz, ktorý sa na jar nachádza vysoko na oblohe severnej polgule, je kľúčové zoskupenie hviezd. Predĺžená spojnica dvoch hviezd Veľkej Medvedice (α Ursae Majoris a β Ursae Majoris), ktoré tvoria zadné kolesá Veľkého voza, mieri na Polárku, hviezdu severného póla. Na druhej strane nebeského póla je súhvezdie tvaru dvojité V – Kasiopeja. Veľký voz sa dá použiť pri hľadaní jasnej hviezdy Vega, ktorá je v lete významným objektom severnej oblohy. Priamka zo zakrivenej rukoväte Veľkého voza vedie najprv k Arktúru, majáku jarnej oblohy, a potom k Spike, najjasnejšej hviezde súhvezdia Panna. Smerom na juh si možno predĺžením spojníc medzi hviezdami Veľkého voza vyhľadať súhvezdie Lev a hviezdy Kastor a Pollux súhvezdia Blíženci.
 
3.2.2  Obloha stredných šírok
Orión je významným súhvezdím zimy v severných šírkach a leta v južných šírkach. Línia, ktorú tvoria tri hviezdy Oriónovho pása, mieri na najjasnejšiu hviezdu oblohy – Sírius v súhvezdí Canis Major (Veľký pes). Sírius označuje jeden z vrcholov obrovského šesťuholníka na severnej oblohe, známeho ako zimný šesťuholník. Ostatné vrcholy označujú jasné hviezdy Rigel v súhvezdí Orión, Aldebaran v súhvezdí Býk, Capella v súhvezdí Povozník, Kastor a Pollux v Blížencoch a Prokyón v Malom psovi.

Ďalšou významnou hviezdou Orióna okrem hviezdy Rigel je Betelgeuze. Priamka vedená z Rigela cez Betelgeuze smeruje ku Kastorovi a Polluxovi v susednom súhvezdí Blíženci. Na druhej strane Orióna je súhvezdie Býk s najjasnejšou hviezdou Aldebaran a známou otvorenou hviezdokopou viditeľnou voľným okom Plejády (nazývaná aj Kuriatka alebo Sedem sestier). Takmer priamo nad Oriónom je súhvezdie Povozník s jeho najjasnejšou hviezdou Capella, ktoré je viditeľné vo večerných hodinách v januári zo stredných severných šírok.
 
3.2.3  Južná obloha
Dve jasné hviezdy Kentaura a známy tvar kríža – Južný kríž (všetky sú v skorších nočných hodinách na svojom vrchole v apríli a máji) sú východiskovými bodmi pri orientácii na južnej oblohe. Priamka vedená z α Centauri cez neďalekú β Centauri mieri na Južný kríž, ktorý je síce najmenším súhvezdím na oblohe, ale zároveň aj najtypickejším. Južný kríž si nezamieňajme s trocha väčším falošným krížom, ležiacim 45° západne. Na rozdiel od severnej polgule sa v blízkosti južného nebeského pólu nenachádza nijaká jasná hviezda, ale na pól mieri jednak dlhšia os Južného kríža, a jednak na juh ťahaná kolmica od spojnice α a β Centauri.
 
3.3 Určovanie svetových strán a zemepisnej šírky
Ako už vieme, oblohu si môžeme predstaviť ako sféru, ktorá sa otáča okolo nás. Jej os prechádza stredom Zeme a mieri k Polárke. Ak by sme v noci pozorovali denný pohyb hviezd, zistili by sme, že sa Polárka takmer nehýbe. Všetky ostatné hviezdy by pritom opisovali kružnice okolo nej. Nájsť Polárku na oblohe nie je vôbec ťažké. Dá sa nájsť pomocou spojníc cirkumpolárnych súhvezdí, teda súhvezdí, ktoré sú na oblohe viditeľné po celú noc. Najjednoduchší spôsob, ako nájsť Polárku, je nájsť na oblohe „Malý voz“, čo je skupina hviezd v súhvezdí Malého medveďa. Polárka sa nachádza na konci jeho oja. Jednoduchším spôsobom, najmä v oblastiach značne svetelne znečistených, je nájsť Polárku pomocou „Veľkého voza“. Veľký voz je výrazná skupina hviezd, ktorá patrí do súhvezdia Veľkej medvedice. Ak si predĺžime líniu dvoch zadných hviezd Veľkého voza asi tak 5,5-krát, dostaneme sa priamo k Polárke.

Polárka nám kdekoľvek na severnej pologuli ukáže smer na sever. Ak ju teda nájdeme, ľahko si už určíme ostatné svetové strany. Navyše pomocou Polárky určíme aj hodnotu zemepisnej šírky miesta, kde sa nachádzame. Stačí zmerať iba jej výšku nad severným obzorom a priamo dostaneme geografickú šírku miesta, kde sa práve nachádzame. Túto metódu používali už dávni moreplavci. Samozrejme, platí to len pre severnú polguľu. Svetové strany môžeme zistiť aj iným spôsobom, pomocou Slnka a ručičkových hodín. Hodinky dáme do vodorovnej polohy a malú ručičku nasmerujeme na Slnko. Smer na juh nám potom ukazuje os uhla medzi malou ručičkou a číslom 12 na ciferníku. V prípade, že je práve zavedený letný čas (LSEČ), ukazuje smer na juh os uhla medzi malou ručičkou a číslom 11. Podobný postup môžeme aplikovať aj na Mesiac v splne. Keď je Mesiac v splne, je vlastne v opozícii so Slnkom. To znamená, že sa nachádza tam, kde bolo pred 12 hodinami Slnko.
 
3.4 Určovanie aktuálneho času
Určovanie času je jednou z najdôležitejších astronomických úloh. Existuje jednoduchý spôsob, ako pri pohľade na hviezdnu oblohu orientačne vyčítať, aký je momentálny hviezdny čas (θ). Ak poznáme hviezdny čas a aktuálny dátum, môžeme si vypočítať, koľko je práve hodín slnečného času.

Tieto hodiny majú len jednu ručičku, ktorá sa otáča okolo Polárky. Je tvorená spojnicou Polárky a 4. hviezdy oja, ktorá spája oj voza s kolesami. Ciferník týchto hodín je rozdelený na 24 dielov, pričom keď mieri ručička na sever (dole), je 0 hodín, keď mieri na východ, je 6 hodín, keď mieri na juh (hore), je 12 hodín a keď mieri na západ, je 18 hodín hviezdneho času. Treba si ešte zvyknúť, že tieto nebeské hodiny idú proti smeru bežných hodinových ručičiek.

Hviezdny čas môžeme určiť aj tak, že zmeriame rektascenziu (α) hviezdy, ktorá sa nachádza na meridiáne nad južným bodom obzora (kulminuje). Táto hodnota sa rovná hodinovému uhlu (t) jarného boda ^. Hviezdny čas tak môžeme vypočítať pomocou rovnice θ = α + t (pozri obr. 1.4). Keď hviezda kulminuje, jej hodinový uhol sa rovná nule (t = 0), to znamená, že hviezdny čas sa rovná práve jej rektascenzii. Ako vieme, rektascenzia je uhlová vzdialenosť hviezdy od jarného boda meraná proti smeru denného pohybu oblohy. Rektascenzia hviezdy, ktorá kulminuje, sa teda zhoduje s hodinovým uhlom jarného boda.

Keď nebeské hodiny ukazujú na sever (je 0 h hviezdneho času), znamená to teda, že nad južným bodom horizontu sa musí nachádzať hviezda s rektascenziou 0 h. A tou hviezdou je už spomínaný jarný bod. Medzi hviezdnym časom a slnečným časom je rozdiel, ktorý je spôsobený tým, že Zem obieha okolo Slnka. Oba časy sa zhodujú pri jesennej rovnodennosti. Inak platí, že hviezdny čas predbieha slnečný čas o 4 minúty za deň, to je asi dve hodiny každý mesiac. Preto ak nebeské hodiny ukazujú 23. decembra 6 h hviezdneho času, znamená to, že je v skutočnosti 6 h – 2 h × 3 mes. = 0 h slnečného času, čiže presne polnoc, pretože december je o tri mesiace neskôr po septembri (po jesennej rovnodennosti), a tak rozdiel medzi hviezdnym a slnečným časom je práve 6 hodín.

Záver
Tému nočnej oblohy, jej spoznávania a pozorovania, som sa rozhodol spracovať hlavne preto, aby som ju mohol aspoň trocha priblížiť ľuďom, pre ktorých nie je astronómia neznámy pojem, ale nikdy sa tejto zaujímavej vede nevenovali podrobnejšie. Bohužiaľ, v mojej práci som nemohol obsiahnuť všetko, čo do danej témy patrí, snažili som sa spomenúť tie najzákladnejšie veci, ktoré sú nevyhnutné na pochopenie princípov spätých s nočnou oblohou. Verím, že sa mi aspoň čiastočne podarilo zaujať vás a tých horlivejších možno primäť k tomu, aby sa, keď budú niekedy von v neskorších večerných hodinách, pozreli nad seba a oboznámili aj svojich priateľov o krásach nočnej oblohy.
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.018