الخريطة الفلكية ، أي رسم خرائطي للنجوم أو المجرات أو أسطح الكواكب والقمر. تعتمد الخرائط الحديثة من هذا النوع على نظام إحداثيات مشابه لخط العرض وخط الطول الجغرافيين. في معظم الحالات ، يتم تجميع الخرائط الحديثة من الملاحظات الفوتوغرافية التي يتم إجراؤها إما بمعدات أرضية أو بأدوات تحمل على متن مركبات فضائية.
الطبيعة والأهمية
يتم التعرف على النجوم المشرقة ومجموعات النجوم بسهولة من قبل مراقب متمرس. يمكن العثور على الأجرام السماوية الخافتة الأكثر عددًا وتحديدها فقط بمساعدة الخرائط الفلكية ، والكتالوجات ، وفي بعض الحالات التقويم.
كانت الرسوم البيانية الفلكية الأولى والكرات والرسومات ، المزخرفة غالبًا بأشكال رائعة ، تصور الأبراج ، وهي مجموعات معروفة من النجوم الساطعة المعروفة بأسماء مختارة بشكل خيالي والتي كانت لقرون عديدة فرحة للإنسان ومساعدة يمكن الاعتماد عليها للملاحة. تشمل العديد من المقابر المصرية الملكية في الألفية الثانية قبل الميلاد لوحات لأشكال كوكبة ، ولكن لا يمكن اعتبارها خرائط دقيقة. استخدم علماء الفلك اليونانيون الكلاسيكيون الخرائط والكرات الأرضية. للأسف ، لا توجد أمثلة على قيد الحياة. لا تزال العديد من الكرات المعدنية السماوية الصغيرة من الصناع الإسلاميين في القرن الحادي عشر فصاعدًا. تم إنتاج أول كواكب مستديرة مطبوعة (تمثيلات للكرة السماوية على سطح مستو) في عام 1515 ، وظهرت الكرات السماوية المطبوعة في نفس الوقت تقريبًا.
بدأ علم الفلك التلسكوبي عام 1609 ، وبحلول نهاية القرن السابع عشر ، تم تطبيق التلسكوب في رسم خرائط النجوم. في الجزء الأخير من القرن التاسع عشر ، أعطى التصوير الفوتوغرافي زخمًا قويًا لرسم الخرائط الدقيقة ، وبلغت ذروتها في الخمسينيات من القرن الماضي في نشر National Geographic Society- Palomar Observatory Sky Survey ، وهو تصوير لجزء من السماء مرئي من مرصد Palomar في كاليفورنيا.
تُظهر العديد من الخرائط الحديثة التي يستخدمها مراقبو الهواة والمحترفون في السماء النجوم ، والسدم الداكن من الغبار الغامض ، والسدم الساطعة (كتل من المواد الهشة والمتوهجة). تُظهر الخرائط المتخصصة مصادر الإشعاع الراديوي ومصادر الأشعة تحت الحمراء والأجسام شبه النجمية ذات الانزياحات الحمراء الكبيرة جدًا (تتحول الخطوط الطيفية إلى أطوال موجية أطول) وصور صغيرة جدًا. قسم الفلكيون في القرن العشرين السماء بأكملها إلى 88 منطقة ، أو الأبراج. يقنن هذا النظام الدولي تسمية النجوم وأنماط النجوم التي بدأت في عصور ما قبل التاريخ. في الأصل ، تم تسمية الأسماء الأكثر سطوعًا والأنماط الأكثر وضوحًا ، ربما استنادًا إلى المظهر الفعلي للتكوينات. منذ القرن السادس عشر ، ملأ الملاحون والفلكيون تدريجياً في جميع المناطق التي تركها القدماء.
المجال السماوي
بالنسبة لأي مراقب ، قديم أو حديث ، تظهر سماء الليل على أنها نصف كروي يستريح في الأفق. ونتيجة لذلك ، فإن أبسط الأوصاف لأنماط النجوم وحركات الأجسام السماوية هي تلك التي يتم عرضها على سطح الكرة.
الدوران اليومي للأرض باتجاه الشرق على محوره ينتج دورانًا نهاريًا واضحًا غربًا للكرة النجمية. وهكذا ، يبدو أن النجوم تدور حول القطب السماوي الشمالي أو الجنوبي ، الإسقاط في الفضاء من أقطاب الأرض الخاصة. على مسافة واحدة من القطبين هو خط الاستواء السماوي. هذه الدائرة العظيمة هي الإسقاط في الفضاء في خط الاستواء الأرضي.
يتضح هنا المجال السماوي كما يُرى من بعض خطوط العرض الشمالية الوسطى. جزء من السماء مجاور لعمود سماوي مرئي دائمًا (المنطقة المظللة في الرسم البياني) ، ومنطقة متساوية حول القطب المقابل تكون غير مرئية دائمًا تحت الأفق ؛ يبدو أن باقي الكرة السماوية يرتفع ويثبت كل يوم. بالنسبة لأي خط عرض آخر ، سيكون الجزء المحدد من السماء المرئي أو غير المرئي مختلفًا ، ويجب إعادة رسم المخطط. يمكن للمراقب الموجود في القطب الشمالي للأرض أن يراقب فقط نجوم نصف الكرة الأرضية الشمالي. ومع ذلك ، يمكن لمراقب في خط الاستواء رؤية الكرة السماوية بأكملها بينما حملته الحركة اليومية للأرض.
بالإضافة إلى حركتها اليومية الواضحة حول الأرض ، فإن الشمس والقمر وكواكب النظام الشمسي لها حركاتها الخاصة فيما يتعلق بالنجوم. نظرًا لأن تألق الشمس يحجب نجوم الخلفية من الرؤية ، فقد استغرق الأمر عدة قرون قبل أن يكتشف المراقبون المسار الدقيق للشمس عبر الأبراج التي تسمى الآن علامات البروج. الدائرة الكبرى في البروج التي تتبعها الشمس في دائرتها السنوية هي مسير الشمس (تسمى ذلك لأن الكسوف يمكن أن يحدث عندما يعبره القمر).
كما يُرى من الفضاء ، تدور الأرض ببطء حول الشمس في مستوى ثابت ، وهو مسير الشمس. يحدد خط عمودي على هذا المستوى القطب الكسوف ، ولا فرق فيما إذا كان هذا الخط مسقطًا في الفضاء من الأرض أو من الشمس. كل ما هو مهم هو الاتجاه ، لأن السماء بعيدة جدًا بحيث يجب أن يسقط القطب الكسوف على نقطة فريدة على الكرة السماوية.
تدور الكواكب الرئيسية في النظام الشمسي حول الشمس في نفس المستوى تقريبًا مثل مدار الأرض ، وبالتالي سيتم عرض تحركاتها على الكرة السماوية تقريبًا ، ولكن نادرًا ما تكون على مسير الشمس. يميل مدار القمر بحوالي خمس درجات من هذه الطائرة ، وبالتالي ينحرف موقعه في السماء عن مسير الشمس أكثر من الكواكب الأخرى.
ونظرًا لأن ضوء الشمس الأعمى يمنع بعض النجوم من الرؤية ، فإن الأبراج الخاصة التي يمكن رؤيتها تعتمد على موقع الأرض في مدارها ، أي على المكان الظاهر للشمس. ستتغير النجوم المرئية عند منتصف الليل باتجاه الغرب بمقدار درجة واحدة تقريبًا عند منتصف الليل مع تقدم الشمس في حركتها الواضحة باتجاه الشرق. سيتم إخفاء النجوم المرئية في منتصف الليل في شهر سبتمبر في وقت الظهيرة المبهر Sun 180 بعد ذلك في شهر مارس.
لماذا يلتقي خط الاستواء بين مسير الشمس والسماء بزاوية 23.44 درجة هو لغز غير مفسر نشأ في تاريخ الأرض الماضي. تختلف الزاوية تدريجيًا بكميات صغيرة نتيجة لاضطرابات الجاذبية التي يسببها القمر والكوكب على الأرض. مستوى مسير الشمس مستقر نسبيًا ، لكن المستوى الاستوائي يتغير باستمرار لأن محور دوران الأرض يغير اتجاهه في الفضاء. تتبع المواقع المتتالية للأعمدة السماوية دوائر كبيرة في السماء مع فترة حوالي 26000 سنة. هذه الظاهرة ، المعروفة باسم بادئة الاعتدال ، تتسبب في سلسلة من النجوم المختلفة لتصبح نجومًا قطبية بدورها. بولاريس ، نجم القطب الحالي ، سيقترب من القطب السماوي الشمالي حوالي عام 2100 م. في الوقت الذي تم فيه بناء الأهرامات ، عمل Thuban في كوكبة Draco كنجم القطب ، وفي حوالي 12000 سنة ، سيكون النجم الأول Vega بالقرب من القطب السماوي الشمالي. بريسيشن أيضًا يجعل أنظمة الإحداثيات على خرائط النجوم الدقيقة قابلة للتطبيق فقط لعصر معين.
أنظمة الإحداثيات السماوية
نظام الأفق
يحدد نظام altazimuth البسيط ، الذي يعتمد على مكان معين ، المواضع بالارتفاع (الارتفاع الزاوي من مستوى الأفق) والسمت (الزاوية في اتجاه عقارب الساعة حول الأفق ، وعادة ما يبدأ من الشمال). تسمى الخطوط ذات الارتفاع المتساوي حول السماء بالموكانتار. يعد نظام الأفق أساسيًا في الملاحة ، وكذلك في المسح الأرضي. ومع ذلك ، لرسم خرائط النجوم ، تكون الإحداثيات الثابتة فيما يتعلق بالكرة السماوية نفسها (مثل الأنظمة الكسوف أو الاستوائية) أكثر ملاءمة.
نظام مسير الشمس
يتم تحديد خط الطول وخط العرض السماوي فيما يتعلق بالقطبين الكسوف والكسوف. يقاس خط الطول السماوي شرقاً من التقاطع الصاعد للكسوف مع خط الاستواء ، وهو موضع يعرف باسم "النقطة الأولى من الحمل" ، ومكان الشمس في وقت الاعتدال الربيعي في 21 مارس / آذار تقريبًا. يرمز إلى قرون الكبش (♈).
على عكس خط الاستواء السماوي ، يتم تحديد مسير الشمس بين النجوم ؛ ومع ذلك ، فإن خط الطول الكسوف لنجم معين يزداد بمقدار 1.396 درجة في القرن بسبب الحركة المسبقة لخط الاستواء - على غرار الحركة السابقة لسطح الطفل - مما يغير نقطة الحمل الأولى. تم تحديد أول 30 درجة على طول مسير الشمس باسم برج الحمل ، على الرغم من أن هذا الجزء من مسير الشمس قد انتقل الآن إلى كوكبة الحوت. سادت الإحداثيات الكسوف في علم الفلك الغربي حتى عصر النهضة. (على النقيض من ذلك ، استخدم علماء الفلك الصينيون دائمًا نظامًا استوائيًا.) مع ظهور التقويم البحري الوطني ، اكتسب النظام الاستوائي ، الذي يناسب المراقبة والملاحة ، صعودًا.
النظام الاستوائي
استنادًا إلى خط الاستواء والأقطاب السماوية ، فإن الإحداثيات الاستوائية ، والصعود والانحدار الأيمن ، تشبه مباشرة خط الطول وخط العرض الأرضي. ينقسم الصعود الأيمن ، الذي يقاس شرقاً من النقطة الأولى من برج الحمل (انظر أعلاه مباشرة) ، عادةً إلى 24 ساعة بدلاً من 360 درجة ، وبالتالي التأكيد على السلوك الشبيه للساعة للكرة. يجب تحديد المواضع الاستوائية الدقيقة لسنة معينة ، حيث أن الحركة السابقة لتغيير الإحداثيات المقاسة باستمرار.
