Juha Ojanperä Har javalta

Transkriptio

1 Tähtitaivaan alkeet Juha Ojanperä Harjavalta

2 Kurssin sisältö 1. Kerta Taivaanpallo ja tähtitaivaan liike opitaan lukemaan ja ymmärtämään tähtikarttoja 2. kerta Tärkeimmät tähdet ja tähdistöt 3. kerta Himmeämpiä tähtiä ja tähdistöjä 4. kerta Tähtien ja tähdistöjen nimet, tarinat ja mytologiat 5. kerta Kaukoputket, kiikarit, jalustat, kamerat 6. kerta Mitä taivaalla näkyy? Tähtitaivaan kohteita: tähdet, syvä taivas, Aurinkokunnan kohteet 7. kerta Mitä taivaalla näkyy? Ilmakehän ilmiöitä: revontulet, valaisevat yöpilvet, halot yms. 8. kerta Havaintokohteita ja -projekteja tähtitieteen harrastajalle 9. kerta Tutustuminen tähtitorniin

3 1. kerta Taivaanpallo ja tähtitaivaan liike

4 Taivaanpallo ja tähtitaivaan liike Taivaanpallo Horisontti Zeniitti ja nadiiri Taivaannavat Prekessio Taivaan ekvaattori Pohjoispiste ja eteläpiste Meridiaani Kulminaatio

5 Taivaanpallo ja tähtitaivaan liike Taivaanpallon koordinaatisto Rektaskensio Kevätpäiväntasauspiste Deklinaatio Tähtiaika Tähtien näkyminen eri leveyspiireillä Tuntikulma Sirkumpolaariset tähdet Tähtitaivaan kierto vuodenaikojen mukaan

6 Taivaanpallo Hahmotamme taivaan ikäänkuin pallona tai puolipallona Taivaanpalloa voidaan verrata karttapalloon Taivaanpalloa katsomme sisältä käsin, toisinkuin karttapalloa

7 Horisontti Horisontti tarkoittaa taivaankannen ja maanpinnan yhtymäkohtaa Horisontti rajaa kulloinkin näkyvissä olevan taivaan Horisontin alapuolella olevat taivaankappaleet eivät näy

8 Zeniitti ja nadiiri Zeniitti tarkoittaa suoraan havaitsijan yläpuolella olevaa pistettä taivaanpallolla Zeniitti on taivaan korkein kohta eli taivaanlaki Zeniitin vastapiste on nadiiri, joka on havaitsijan jalkojen alla näkymättömissä

9 Taivaannavat Karttapallon napoja vastaavat taivaanpallolla taivaannavat, eteläinen ja pohjoinen Pohjoinen taivaannapa on Pohjantähden lähellä Taivaannavat osoittavat Maapallon kuvitteellisen pyörimisakselin suuntaa

10 Prekessio Maapallo huojuu pyöriessään kuin pyörivä hyrrä Huojuessaan Maan akseli piirtää taivaalle ympyrää Yhteen kierrokseen kuluu aikaa vuotta Tätä huojumisliikettä kutsutaan prekessioksi Prekession myötä taivaannavan paikka suhteessa tähtiin muuttuu Tämän seurauksena kulloinkin lähinnä napaa oleva tähti muuttuu, eli "pohjantähti" muuttuu

11 Prekessio

12 Prekessio

13 Taivaanekvaattori Taivaanekvaattori vastaa karttapallon päiväntasaajaa Taivaanekvaattori jakaa taivaanpallon leveyssuunnassa kahteen yhtäsuureen puolikkaaseen kuten päiväntasaaja jakaa karttapallon

14 Pohjoispiste ja eteläpiste Horisontin pohjoissuunnassa on pohjoispiste ja sen vastapuolella eteläpiste etelässä Pohjoispisteestä zeniitin kautta eteläpisteeseen kulkeva viiva jakaa taivaanpallon kahteen, yhtäsuureen puoliskoon Nämä puoliskot ovat taivaanpallon itäinen- ja läntinen puolisko

15 Meridiaani Äsken kuvailtu pohjoispisteestä zeniitin kautta eteläpisteeseen kulkeva viiva on nimeltään meridiaani Taivaannavan ja eteläpisteen välistä meridiaanin osaa sanotaan etelämeridiaaniksi ja taivaannavan ja pohjoispisteen välistä osaa pohjoismeridiaaniksi

16 Taivaanpallon koordinaatistot Maapallolla jonkin paikan sijaintia kuvataan koordinaateilla Karttapallolta löytyvät helposti pituus- ja leveyspiirit Taivaanpallolla kohteiden sijaintia kuvataan samalla tavalla, taivaan pituus- ja leveyspiireillä

17 Rektaskensio α Maapallon pituuspiiriä vastaa taivaanpallolla rektaskensio Rektaskensiota kuvataan tunteina, minuutteina ja sekunteina Rektaskension sovittu nollapiste on kevätpäiväntasauspiste Rektaskensio kasvaa kevätpäiväntasauspistee stä itään eli vastapäivään

18 Kevätpäiväntasauspiste Kevätpäiväntasauspiste on se kohta taivaalla, jossa Aurinko on kevätpäiväntasauksen hetkellä, eli kun Aurinko siirtyy eteläiseltä taivaanpuoliskolta pohjoiselle Kevätpäiväntasauksen hetkellä Auringon deklinaatio on nolla Tämä piste sijaitsee Kalojen tähdistössä

19 Deklinaatio δ Maapallon leveysastetta taivaanpallolla vastaa deklinaatio Deklinaatio kasvaa taivaanekvaattorilta pohjoiseen Deklinaatio ilmoitetaan asteina, minuutteina ja sekunteina

20 Rektaskensio ja deklinaatio

21 Tähtiaika Θ Tähtiaika on taivaan kiertoliikkeeseen liittyvä termi Tähtiaika = kevätpäiväntasauksen tuntikulma Minkä tahansa kohteen tuntikulma = tähtiaika rektaskensio Tähtiaikaa käytetään tähtitaivaan asentoa kuvaavissa tähtikartoissa

22 Tähtiaika Θ = kevätpäiväntasauspisteen suunta Right ascension = kuvan tähden rektaskensio LHA = New Yorkissa sijaitsevan havaitsijan havaitsema tähden tuntikulma GHA = Greenwichissä sijaitsevan havaitsijan havaitsema tähden tuntikulma LMST = New Yorkissa sijaitsevan havaitsijan paikallinen tähtiaika Greenwichissä sijaitsevan havaitsijan paikallinen tähtiaika Punainen tai keltainen viiva = havaitsijan meridiaani

23 Tähtiaika Θ Tähtiajalla voidaan kätevästi kuvata tiettyä tähtitaivaan asentoa, joka on juuri tietynlainen, esim. Tähtitaivas kun tähtiaika on 1 tuntia Kun tähtiaika = 0 tuntia, kevätpäiväntasauspiste on etelässä Kun tähtiaika = 1 tuntia tunnin kuluttua kevätpäiväntasauksen etelässäolohetkestä, taivaan asento on muuttunut hieman Jne..

24 Tähtiaika 4h (ilta)

25 Tähtiaika 13h (aamu)

26 Tähtiaika Θ Kohde ohittaa etelämeridiaanin (eli on suoraan etelässä) kun tähtiaika = kohteen rektaskensio Kuvan tähden rektaskensio 0h Kuvassa tähti ohittaa (etelä)meridiaanin Kuvan tilanteessa tähtiaika = 0h

27 Tähtiaika Θ Tähtivuorokausi Tähtien mukaan määritelty vuorokausi = tähtivuorokausi Tähtivuorokausi vaihtuu kun kevätpäiväntasauspiste ohittaa etelämeridiaanin

28 Tuntikulma Tähtiaika kertoo kevätpäiväntasauspisteen kulmaetäisyyden asteina meridiaanista myötäpäivään Tämä kulmaetäisyys voidaan määritellä myös mille tahansa muulle kohteelle Tätä kulmaetäisyyttä sanotaan tuntikulmaksi Minkä tahansa kohteen tuntikulma = tähtiaikarektaskensio

29 Tähtien näkyminen eri leveyspiireillä Kaikkialla muualla paitsi päiväntasaajalla nähdään vain osa taivaanpallosta Tämän vuoksi esim. Harjavallassa osa tähdistä ei koskaan nouse horisontin yläpuolelle Toisaalta taas osa tähdistä ei koskaan laske --> sirkumpolaariset- eli navanympärystähdet Kuvassa sirkumpolaariset tähdet Porin horisontissa (61N 21E)

30 Tähtien näkyminen eri leveyspiireillä Mitä lähempänä Maan napoja ollaan, sitä suurempi on sirkumpolaaristen tähtien alue Maan navoilla se käsittää koko taivaankannen, tähdet eivät nouse, eivätkä laske Päiväntasaajalla ei ole sirkumpolaarisia tähtiä Kuvassa tähtitaivas Pohjoisnavalla (90N 00E)

31 Tähtien näkyminen eri leveyspiireillä Aina näkyvien (sirkumpolaaristen) ja ei koskaan näkyvien tähtien väliin jää alue, jossa tähdet nousevat ja laskevat Tällä alueella tapahtuu muuttumista vuorokauden- ja vuodenajan mittaan tähtitaivaan kiertyessä Kuvassa sirkumpolaarinen alue ja nousevien ja laskevien tähtien alue Porin horisontissa (61N 21E)

32 Tähtien näkyminen eri leveyspiireillä Suomessa (lähellä Pohjoisnapaa) sirkumpolaarinen alue kattaa ison osan taivaasta ja nousevien ja laskevien tähtien alue on pieni --> näemme taivaanpallosta vähemmän kuin etelämpänä nähdään Kuvassa sirkumpolaariset sekä nousevien ja laskevien tähtien alue Porin horisontissa (61N 21E)

33 Tähtien näkyminen eri leveyspiireillä Etelämpänä sirkumpolaarinen alue on pienempi ja nousevien ja laskevien tähtien alue isompi --> enemmän taivaanpalloa näkyvissä, enemmän tähtiä näkyvissä Etelämpänä nähdään kaikki samat tähdet kuin Suomessakin, mutta lisäksi nähdään sellaista, mitä Suomesta ei näe Kuvassa yhtenäisellä viivalla on merkitty sirkumpolaarinen alue Teneriffan horisontissa (28N 16W) Katkoviivalla on merkitty se Teneriffalta näkyvä osa taivaasta, joka ei näy Suomesta (Porin horisontti)

34 Tähtien näkyminen eri leveyspiireiltä Vain päiväntasaajalta voimme havaita koko taivaanpallon Taivaannavat ovat horisontissa Kuvassa Keniasta (00N 36E) päiväntasaajalta näkyvä taivas Huomatkaa, että päiväntasaajalla ei ole sirkumpolaarisia tähtiä Kuvassa katkoviivalla merkitty se osa taivaasta, joka näkyy päiväntasaajalta, mutta ei Suomesta

35 Tähtien näkyminen eri leveyspiireiltä Eteläisellä pallonpuoliskolla emme näe enää pohjoisen taivaannavan ympärystähtiä Sen sijaan voimme havaita eteläisen napa-alueen ja sen sirkumpolaariset tähdet Kuvassa Etelä-Afrikan Kapkaupungin (33S 18E) taivas Katkoviivalla merkityn alueen sisäpuolelle jää Suomesta näkymätön alue Yhtenäinen ympyrä rajaa sirkumpolaariset tähdet Kapkaupungin horisontissa

36 Tähtitaivaan kierto vuodenaikojen mukaan Eri vuodenaikoina tähtitaivas on eri asennossa Esim. Klo 22 tähtitaivas on aivan erinäköinen syksyllä kuin keväällä

37 Tähtitaivaan kierto vuodenaikojen mukaan Tähtitaivaan kierron voi havaita hyvin erityisesti pitkinä talviöinä Tähtitaivas on eri asennossa illalla kuin aamulla

38 Tähtitaivaan kierto vuodenaikojen mukaan Kuvassa Porin tähtitaivas klo Tähtiaika 0h Tähtitaivas on samassa asennossa esim. Elokuun lopussa klo 03 (ka), syyskuun loppupuolella klo 01 (ka), lokakuun lopussa klo 22 ja marraskuun lopussa klo 20

39 Tähtitaivaan kierto vuodenaikojen mukaan Porin tähtitaivas klo Tähtiaika 6h Tähtitaivas samassa asennossa mm. Helmikuun alussa klo 22, maaliskuun alussa klo 20, marraskuun alussa klo 04 ja joulukuun alussa klo 02

40 Tähtitaivaan kierto vuodenaikojen mukaan Porin tähtitaivas klo Tähtiaika 12h Tähtitaivas samassa asennossa mm. Helmikuun alussa klo 04, maaliskuun alussa klo 02, huhtikuun alussa klo 01 (ka), marraskuun lopussa klo 08 ja joulun aikaan klo 06

41 Päiväntasaukset ja seisaukset Vuoden aikana Maa kiertää radallaan Auringon ympäri Vuoden aikana on kaksi päiväntasausta ja -seisausta Päiväntasausten hetkinä päivä on yhtä pitkä kuin yö ja päivän pituus on sama kaikkialla Maapallolla Päivänseisausten aikana päivä on pohjoisella pallonpuoliskolla pisimmillään tai lyhimmillään, etelässä tilanne on päinvastoin

42 Päiväntasaukset ja seisaukset Kevätpäiväntasaus Keväällä on kevätpäiväntasaus, jolloin Aurinko siirtyy eteläiseltä taivaanpuoliskolta pohjoiselle Kevätpäiväntasauksen hetkellä Auringon deklinaatio on nolla Kevätpäiväntasauksen hetkellä Aurinko on Kalojen tähdistössä Päivä ja yö yhtä pitkiä

43 Päiväntasaukset ja seisaukset Kesäpäivänseisaus Kesäpäivänseisaukse n hetkellä päivä on pohjoisessa pisin (ja yö lyhin) Etelässä tilanne on päinvastoin Kesäpäivänseisaukse n hetkellä Aurinko on Härän tähdistössä

44 Päivänseisaukset ja tasaukset Syyspäiväntasaus Syyspäiväntasauksen hetkellä Aurinko siirtyy taivaan pohjoiselta puoliskolta eteläiselle Syyspäiväntasauksen aikaan Auringon deklinaatio on taas nolla Syyspäiväntasauksen aikaan Aurinko on Neitsyen tähdistössä Päivä ja yö yhtä pitkiä

45 Päiväntasaukset ja seisaukset Talvipäivänseisaus Talvipäivänseisauksen hetkellä yö on pohjoisessa pisimmillään ja päivä lyhimmillään etelässä päinvastoin Talvipäivänseisauksen hetkellä Aurinko on Jousimiehen tähdistössä

46 Vuodenajat Animaatiossa Maan asento Auringon suhteen Auringosta nähtynä

47 Maan etäisyys Auringosta Maan rata on aavistuksen elliptinen Tästä johtuen Maan etäisyys Auringosta vaihtelee vuodenkierron mukaan Lähinnä Aurinkoa Maa on tammikuussa Kauimmillaan Maa on Auringosta heinäkuussa Päinvastoin vuodenaikojen kanssa!

48 Kirjasuosituksia ja nettivinkkejä Tähtitaivas 2000, Ursa 1993 Ursan tähtikartasto, Ursa 1998 Tähdistöt, Ursa 2012 Ursan planisfääri Tähdet vuosikirja, Ursa 2015 Ursan tähtikartta netissä Stellarium -planetaario-ohjelma

49 Kiitos!