Ουράνια σφαίρα

Ουράνια σφαίρα ονομάζεται η ιδεατή σφαίρα της οποίας το κέντρο είναι στη Γη, συγκεκριμένα στον οφθαλμό του Γήινου παρατηρητή, και της οποίας η ακτίνα θεωρείται σχεδόν άπειρη.

Οι θέσεις (ίχνη) και οι κινήσεις των ουράνιων σωμάτων, που θεωρείται ότι γίνονται στην εσωτερική επιφάνεια της ουράνιας σφαίρας, αποτελούν το αντικείμενο της «Σφαιρικής Αστρονομίας», που είναι κλάδος της Αστρονομίας.

Ορισμοί

• Η ιδεατή αυτή ουράνια σφαίρα περιστρέφεται από Α. προς Δ. γύρω από τον ουράνιο άξονα (celestial axis) ολοκληρώνοντας μια πλήρη περιστροφή μέσα σε 24 αστρικές ώρες.
• Τα σημεία στα οποία ο ουράνιος άξονας τέμνει την ουράνια σφαίρα λέγονται ουράνιοι πόλοι (celestial poles) βόρειος και νότιος ουράνιος πόλος.
• Οι μέγιστοι κύκλοι της ουράνιας σφαίρας που διέρχονται από τους ουράνιους πόλους, και που είναι άπειροι ονομάζονται ουράνιοι μεσημβρινοί ή ωρικοί κύκλοι (celestial meridiens).
• Και ο μέγιστος κύκλος της ουράνιας σφαίρας που είναι κάθετος προς τον ουράνιο άξονα ονομάζεται ουράνιος ισημερινός (celestial equator). Ο ουράνιος ισημερινός θεωρείται προέκταση του γήινου ισημερινού.
• Οι παράλληλοι κύκλοι εκατέρωθεν του ουράνιου ισημερινού ονομάζονται ουράνιοι παράλληλοι (celestial parallels).

Θέσεις Ουράνιας σφαίρας

Λόγω της φαινομένης περιστροφής της ουράνιας σφαίρας, οι αστέρες φαίνονται ν΄ ανατέλλουν στο ανατολικό τμήμα του ορίζοντα, στη συνέχεια ν΄ αυξάνουν το ύψος τους, μέχρι που φθάνουν στο μέγιστο αυτού κατά την άνω μεσημβρινή διάβαση και στη συνέχεια να ελαττώνουν αυτό μέχρι να μηδενισθεί οπότε και δύουν στο δυτικό τμήμα του ορίζοντα. Όταν η απόκλιση αστέρος (δ) παραμένει σταθερή η τεταρτοκυκλική τιμή του Αζιμούθ Ανατολής και Δύσης παραμένει η αυτή.

Τρεις είναι οι χαρακτηριστικές θέσεις που μπορεί να λάβει η Ουράνια σφαίρα σε σχέση πάντα με την επίγεια θέση του παρατηρητή, δηλαδή οι θέσεις του ουράνιου άξονα προς το ζενίθ του παρατηρητή.

1) Κάθετη θέση Ουράνιας σφαίρας

2) Παράλληλη θέση Ουράνιας σφαίρας και

3) Πλάγια θέση Ουράνιας σφαίρας

Κάθετη θέση

Κατ΄ αυτήν ο παρατηρητής βρίσκεται στον ισημερινό όπου στη περίπτωση αυτή ο μαθηματικός ορίζοντας διέρχεται από τους Πόλους της Γης περιέχοντας τον άξονά της. Τότε οι κύκλοι απόκλισης των αστέρων είναι κάθετοι στον μαθηματικό ορίζοντα και παράλληλοι με τον ισημερινό. Τότε το ημερινό ή ημερήσιο τόξο όλων των αστέρων είναι ίσο με το νυκτερινό ανεξάρτητα της τιμής της απόκλισή τους ή αν είναι Βορεία ή Νοτία. Δηλαδή οι αστέρες 12 ώρες παραμένουν υπέρ τον ορίζοντα και 12 ώρες υπ΄ αυτόν.
Συγκεκριμένα για τον Ήλιο και οποιαδήποτε εποχή θα παρατηρείται ίση διάρκεια ημέρας και νύκτας. Έτσι κατά την άνω μεσημβρινή διάβαση το αληθές ύψος θα ισούται με την πολική απόσταση και η ζενιθιακή απόσταση με την απόκλιση.

Παράλληλη θέση

Κατ΄ αυτή τη θέση ο παρατηρητής βρίσκεται σ΄ ένα από τους Πόλους της Γης, οπότε ο μεν μαθηματικός ορίζοντας συμπίπτει με τον ισημερινό, ο δε άξονας της ουράνιας σφαίρας με την κατακόρυφο Ζενίθ – Ναδίρ, συνεπώς λόγω θέσης με τον άξονα της Γης. Στη περίπτωση αυτή το φαινόμενο ανατολής και δύσης δεν λαμβάνει χώρα, διότι οι αστέρες ομώνυμης απόκλισης είναι συνεχώς ορατοί (αειφανείς), οι δε ετερώνυμοι πάντα αόρατοι (αφανείς). Στο γεγονός αυτό οφείλεται και η συνεχής πολική ημέρα ή νύκτα καθόσον επί 6 μήνες, όταν ο Ήλος έχει ομώνυμες αποκλίσεις παραμένει υπέρ του ορίζοντα με συνέπεια να παρατείνεται ομοίως και η ημέρα, ενώ αντίθετα τους υπόλοιπους 6 μήνες, που λαμβάνει ετερώνυμες αποκλίσεις, αυτός βρίσκεται κάτω του ορίζοντα με συνέπεια να υφίσταται ισόχρονη νύκτα.

Σημειώνεται ότι στη θέση αυτή, καθ΄ όλο το 24ωρο το ύψος ενός αστέρος παραμένει σταθερό διότι συμπίπτει ο κύκλος απόκλισης με τον κύκλο ύψους. Το μεν ύψος ισούται με την απόκλιση η δε πολική απόσταση με την ζενιθιακή απόσταση. Επίσης στη παράλληλη θέση το αζιμούθ των αστέρων μεταβάλλεται 15° μοίρες ανά ώρα. Έτσι για τον Ήλιο εφόσον αυτός έχει μικρή τιμή απόκλισης και ετερώνυμη του πόλου που βρίσκεται ο παρατηρητής, υφίσταται διάχυτο φως για ορισμένη χρονική περίοδο.

Παρατηρήσεις

Εποπτική ουράνια σφαίρα του J. Reinhold

Επίσης με το όνομα «ουράνια σφαίρα», υφίσταται εποπτικό όργανο (αντίστοιχο με την «υδρόγειο σφαίρα» που δείχνει την επιφάνεια της Γης), στην επιφάνεια του οποίου απεικονίζονται στοιχεία του Σύμπαντος, όπως είναι οι θέσεις των αστέρων και των αστερισμών καθώς και οι διάφοροι κύκλοι του ουρανού (Ουράνιος ισημερινός, Εκλειπτική κλπ). Μπορεί να περιστρέφεται σε άξονα (του κόσμου). Αυτό το όργανο χρησιμεύει μόνο για εκπαιδευτικούς σκοπούς ταχείας μελέτης των θέσεων των ουράνιων σωμάτων.

Δείτε επίσης

• Αρκτικός Κύκλος
• Κατακόρυφος
• Ορίζοντας

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• SkyandTelescope.com Ουράνιοι χάρτες
• Μηνιαίοι ουράνιοι χάρτες για κάθε τόπο στη Γη
• Fixed pattern of distant stars, part of elementary astronomy course From Stargazers to Starships