logo

logo

logo

logo

logo

الإحداثيات الفلكية

احداثيات فلكيه

Astronomical coordinates - Coordonnées astronomiques



الإحداثيات الفلكية

 

منظومة الإحداثيات الجغرافية

منظومة الإحداثيات الاستوائية

منظومة الإحداثيات الكسوفية

منظومة الإحداثيات المجرِّية

منظومة الإحداثيات الأفقية

 

 

 

منظومات الإحداثيات الفلكية astronomical coordinates system منظومات إحداثيات مستخدمة في علم الفلك لوصف موضع الأجسام objects في السماء وفي الكون، وتهتم منظومات الإحداثية الفلكية بإعطاء اتجاهات الأجرام السماوية بالنسبة إلى راصدٍ ما، من دون الاهتمام بالمسافات التي تفصل تلك الأجرام عن الراصد. أما حساب تلك المسافات فتختص به القياسات الفلكية astrometry. ويُنظر إلى الأجرام السماوية على أنها موجودة على كرة ذات نصف قطر كيفي، مركزها الراصد. تسمى هذه الكرة بالكرة السماوية celestial sphere.

ونظراً للمسافات الهائلة التي تفصل بين غالبية الأجرام السماوية - وعلى الأخص النجوم والمجرات - وضآلة انتقالاتها مقارنةً بتلك المسافات، تبدو أغلبية تلك الأجرام ثابتة فيما بينها. ومن ثَمَّ تبدو هذه الأجرام - بالنسبة لراصد على سطح الأرض - متماسكة بعضها مع بعض على سطح الكرة السماوية. وقد سُميَّت تاريخياً الكرة التي تضم تلك الأجرام بكرة الثوابت، وتدور هذه الكرة حول الراصد الأرضي دورة كاملة في اليوم، وتدعى هذه الحركة - الناتجة عن دوران الأرض حول محورها - بالحركة المياومة diurnal motion.

وتستخدم جميع منظومات الإحداثية الفلكية الشهيرة مستوى يحوي الراصد يدعى بمستوي الرجوع؛ ومحوراً موجَّهاً يعامد مستوي الرجوع ويمر من مكان الراصد يدعى بالمحور السماوي، ويُستعمل لتحديد جهة الدوران الموجب في مستوي الرجوع. ويُطلق اسم خطوط الطول على أنصاف الدوائر العظمى، على الكرة السماوية المحددة بالمحور السماوي للجملة. ويُختار في كل جملة خط طول يُعدُّ مبدأً لحساب الزوايا حول الراصد في مستوي الرجوع.

وتمثل الزاويتان ، (الشكل1) إحداثيي الجرم السماوي، وتسمى الزاوية  بالتطاول longitude، والزاوية  بالترفع latitude، وقد يكون لها مسميات خاصة في بعض منظومات الإحداثيات.

وفيما يأتي أهم منظومات الإحداثيات الفلكية:

منظومة الإحداثيات الجغرافية :

هي منظومة إحداثيات مستخدمة لتحديد المواقع على سطح الكرة الأرضية. ويُعد الراصد موجوداً في هذه المنظومة في مركز الكرة الأرضية، وهو أيضاً مركز الكرة السماوية. ويمر خط نظر الراصد الموجود في مركز الأرض - عند النظر إلى جرمٍ ما - من موقع على سطح الأرض. وتمنح هذه المنظومة لذلك الجرم إحداثيات الموقع المذكور ذاتها. ويسمى الموقع السماوي المقابل لموقع أرضي ما - وفق خط نظر الراصد الموجود في مركز الأرض - سمت zenith الموقع الأرضي. وتتغير إحداثيات الأجرام السماوية من لحظة إلى أخرى  خلال اليوم بسبب الحركة المياومة.

 ويمثل مستوي الاستواء مستوي الرجوع في هذه المنظومة؛ في حين يمثل محور دوران الأرض المحور السماوي، ويكون مبدأ قياس التطاول خط طول غرينتش. ويُنظر إلى إحداثيي الموقع ، ، على أنهما إحداثيا الجرم السماوي المقابل. وتسمى الزاوية  بالتطاول الجغرافي للجرم، والزاوية بالترفع الجغرافي للجرم كما هو مبين بالشكل (2). ويتغير باستمرار التطاول الجغرافي بفعل الحركة المياومة، أما الترفع فهو ثابت ظاهرياً، ولا يتأثر بتلك الحركة حيث إن تغير مواقع النجوم والمجرات على الكرة السماوية بطيء للغاية.

وتجدر الإشارة إلى استخدام الفلكيين العديد من المفاهيم مثل دائرة الاستواء السماوي، والقطب الشمالي أو الجنوبي السماوي، وخطوط الطول، ودوائر العرض السماوية والتي يُقصد بها فعلياً مقابلات مثيلاتها الأرضية. كما يُجَسَّد القطب الشمالي السماوي على نحو تقريبي بنجم القطب المعروف.

     
الشكل (2)  منظومة الإحداثيات الجغرافية       الشكل (1) عناصر منظومة إحداثيات فلكية

منظومة الإحداثيات الاستوائية :

تماثل منظومة الإحداثيات الاستوائية equatorial منظومة الإحداثيات الجغرافية، وتختلف عنها فقط في مبدأ قياس التطاول. ويكون المبدأ في هذه المنظومة متماسكاً مع كرة الثوابت، وهذا ما يجعل إحداثيات هذه الأجرام غير متعلقة بالحركة المياومة.  

ولاختيار مبدأ لقياس التطاول لا يشارك بالحركة المياومة يُلاحظ أنَّ المدار الظاهري للشمس حول الأرض (وذلك بالنسبة إلى راصد أرضي يرى الشمس تدور حول الأرض)-على سطح الكرة السماوية - دائرة متماسكة مع كرة الثوابت تسمى بدائرة الكسوف (الشكل 3). وتقع هذه الدائرة فعلياً، في مستوٍ يدعى مستوي الكسوف، وهو يميل على خط الاستواء بزاوية قدرها تقريباً.  وتقطع هذه الدائرة دائرة الاستواء السماوية في نقطتين، يطلق عليهما نقطتا الاستواء (الاعتدال)  equinox الربيعي والخريفي. وتَعبر الشمس نقطة الاستواء الربيعي صاعدة فوق مستوي الاستواء، دائرة نحو يمين الراصد الواقف في مركز الأرض، ورأسه متجه إلى القطب الشمالي. لذا تسمى هذه النقطة أيضاً بالعقدة الصاعدة ascending node، ويُرمز لها عموماً بالرمز. ويُعدّ في هذه المنظومة خط الطول المار بالنقطة مبدأً لقياس التطاول ، و يسمى أيضاً بزاوية الصعود اليميني  right ascension، في حين يُطلق على الزاوية - المعرّفة على نحو مماثل لتعريفها في منظومة الإحداثيات الجغرافية - الميلان declination .             

منظومة الإحداثيات الكسوفية :

تماثل منظومة الإحداثيات الكسوفية ecliptic الإحداثيات الاستوائية باستثناء كون مستوي الرجوع هو مستوي الاستواء equatorial plan، والقطب الشمالي؛ القطب الشمالي الكسوفي كما هو مبين في الشكل (4).

وتسمى الزاوية  بالتطاول الكسوفي، والزاوية  بالترفع الكسوفي.

     
الشكل (4)  منظومة الإحداثيات الكسوفية       الشكل (3)  منظومة الإحداثيات الاستوائية

منظومة الإحداثيات المجرِّية :

تختلف منظومة الإحداثيات المجرِّية galactic عن الكسوفية من حيث المركز ومستوي الرجوع ومبدأ قياس التطاول. إذ تَستخدم هذه المنظومة المجموعة الشمسية مركزاً لها، ومستوي مجرة درب التبانة Milky Way مستوياً للرجوع، واتجاه مركز المجرة مبدأً لقياس التطاول. وتُعدّ الجهةُ الموجبة على المحور الناظم، الجهة التي يكون فيها دوران النجوم في حركتها الذاتية حول مركز المجرة موجباً. وتسمى نقطة تقاطع الجهة الموجبة من الناظم المجري مع الكرة السماوية، بالقطب الشمالي المجري (الشكل 5).

وتُستخدم هذه المنظومة لرصد النجوم البعيدة عن الشمس، وتعطي إحداثيات لا تتغير بفعل دوران النجوم حول مركز المجرة.

 وتسمى الزاوية F بالتطاول المجري، والزاوية D بالترفع المجري.

منظومة الإحداثيات الأفقية :

يُعدّ مركز منظومة الإحداثيات الأفقية (المحلية) الراصد الموجود في موقع ما على سطح الكرة الأرضية. ويكون مستوي الرجوع فيها هو المستوي الأفقي horizontal plan في مكان الراصد؛ حيث تُتخذ جهة الشمال عموماً مبدأً لقياس الزوايا في هذا المستوي، والجهة الموجبة لمحور هذا النظام هي جهة سمت هذا المكان (الشكل 6).

     
الشكل (6)  منظومة الإحداثيات الأفقية       الشكل (5)  منظومة الإحداثيات المجرية

تسمى الزاوية Z بسمت الجرم، والزاوية A بعلو altitude الجرم .

وتجدر الإشارة إلى أن نقل مبدأ أي جملة إحداثيات من موقع إلى موقع آخر قريب ــ كنقل مبدأ منظومات الإحداثيات الاستوائية من مركز الأرض إلى موقع ما على سطح الأرض أو إلى الشمس؛ مع المحافظة على اتجاه ناظم مستوي الرجوع وتوجيهه ــ لا يغير كثيراً من إحداثيات الأجرام البعيدة، وتسمى التغيرات الطفيفة التي تطرأ على إحداثيات جرمٍ ما نتيجة لتغيير مبدأ منظومة الإحداثيات فقط باختلاف المنظر parallax.

ويمكن تغيير الإحداثيات من منظومة إلى أخرى ــ بعد نقل المبدأين إلى نقطة واحدة ــ بوساطة حل مثلثات كروية.

ويستند الانتقال من منظومة إحداثيات متماسكة مع كرة الثوابت إلى منظومة الإحداثيات الجغرافية؛ إلى علاقة حركة الأرض المياومة الزمنية. ويتطلب الانتقال إلى منظومة محلية حساب الزاوية بين خط طول الجرم، وخط طول موقع الرصد في لحظة الرصد. وتسمى هذه الزاوية بالزاوية الساعية. وتتغير هذه الزاوية مع تغير الزمن.

 

خالد العبد الله

 

 

مراجع للاستزادة:

 - N. Capitaine, Astronomie Fondamentale et Systèmes De Référence Spatio-Temporels, L’observatoire De Paris, Paris, 2000.

- A. Vienne, Introduction a L’astronomie, L’observatoire De Paris, Paris, 2003.

 


التصنيف : علم الفلك العام وعلم الفلك الراديوي وعلم الفلك الكروي
النوع : علم الفلك العام وعلم الفلك الراديوي وعلم الفلك الكروي
المجلد: المجلد الأول
رقم الصفحة ضمن المجلد : 340
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 522
الكل : 29649415
اليوم : 29425