Dr. Lorenzo Olguín R. Universidad de Sonora. DF-UNISON Hermosillo, Sonora

Transcripción

1 Dr. Lorenzo Olguín R. Universidad de Sonora DF-UNISON Hermosillo, Sonora 1

2 Sistemas de Coordenadas Hay varios sistemas de coordenadas astronómicas. Solo revisaremos el Sistema Ecuatorial. IAUNAM - OAN - Ensenada BC 2

3 Coordenadas Terrestres 3

4 Origen del sistema de coordenadas Polo norte Polo sur IAUNAM - OAN - Ensenada BC 4

5 OAGH-Can Lat: N Long: W OAN-SPM OAGH Hermosillo OAN-SPM Lat: Long: W Meridiano del lugar 5

6 La Esfera Celeste Todos los objetos del cielo están fijos en una gran esfera y a la misma distancia de la Tierra. 6

7 La Esfera Celeste! La esfera es de radio infinito y podemos despreciar los efectos del cambio de posición del observador causados por los movimientos de la Tierra.! De esta manera, solo necesitamos dos coordenadas para especificar la posición de un objeto en la esfera celeste. 7

8 Podemos imaginarlas como una extensión del sistema de coordenadas terrestres, pero proyectadas en la esfera celeste. 8

9 La intersección del plano ecuatorial terrestre y la esfera celeste, define el ecuador de la esfera celeste. 9

10 El polo norte de la esfera celeste es el punto donde la extensión norte del eje de giro de la Tierra se encuentra con la esfera celeste. Exactamente opuesto al polo norte celeste se encuentra el polo sur celeste. 10

11 Las coordenadas del sistema ecuatorial son la declinación y la ascensión recta. Declinación (DEC): es la separación angular entre el objeto y el ecuador celeste. Este no cambia al moverse el objeto. Ascensión recta (A.R.): es el ángulo entre el objeto y un punto de referencia sobre el ecuador celeste medido en contra de las manecillas del reloj. Al punto de referencia se le llama equinoccio vernal o primer punto de Aries. 11

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13 Algunos ejemplos: * Nebulosa Planetaria NGC 7354 A.R. = DEC = Epoca: 2000 * Arturo (α Boo) A.R. = DEC = Epoca: 2000 * M 31 (NGC 224, Galaxia de Andromeda) A.R. = DEC = Epoca: 2000

14 Pregunta: Cuáles son las coordenadas del punto vernal?

15 Perturbación de coordenadas Movimientos terrestres que afectan el sistema de coordenadas: Precesión Precesión: el eje de rotación precesa debido a las torcas ejercidas por el Sol y la Luna (y tal vez otra estrella). El ciclo de es ~26,000 años. Nutación: efecto de la precesión del plano de la Luna sobre la Tierra. Periodo de 18.6 años. Estos movimientos afectan las coordenadas, por lo que deben ser tomados en cuenta. 15

16 La estrella del norte ahora es Polaris, pero cambiará en el futuro. Para tomar en cuenta el efecto de la precesión en la coordenadas ecuatoriales, hay que definir una época. Hay programas que toman en cuenta los efectos anteriores y corrigen las coordenadas a la época de observación. Ejemplo de la variación de coordenadas. 16

17 Época:

18 Época:

19 Época:

20 Algunos ejemplos: * Nebulosa Planetaria NGC 7354 A.R. = A.R. = DEC = DEC = Epoca: 2000 Epoca: 1950 * Arturo (α Boo) A.R. = A.R.= DEC = DEC= Epoca: 2000 Epoca: 1950 * M 31 (NGC 224, Galaxia de Andromeda) A.R. = A.R. = DEC = DEC = Epoca: 2000 Epoca: 1950

21 ! Las coordenadas ecuatoriales de un objeto son independientes de la posición del observador y de la rotación de la Tierra y por eso son usadas en los catálogos astronómicos.! Pero.. Para localizar un objeto en el cielo cuando tenemos sus coordenadas ecuatoriales, necesitamos un elemento más: el tiempo sideral. 21

22 Tiempo sideral! El ángulo horario h: es el ángulo entre el meridiano del sitio y el objeto, medido en el sentido de las manecillas del reloj y sobre el ecuador celeste. è El ángulo horario NO es constante, sino que crece al pasar el tiempo, debido a la rotación terrestre. h E W 22

23 Tiempo sideral El ángulo horario del punto vernal es el tiempo sideral θ (o TS). Punto vernal h = TS 23

24 Debido a que tanto h como θ cambian en el tiempo a una tasa constante, se les expresa en unidades de tiempo. Lo mismo pasa con la ascensión recta α.! De esta manera: 24 horas = hora = 15 1 min de tiempo = 15 min de arco = 15' 1 seg de tiempo = 15 seg de arco = 15! El rango de las cantidades h, θ y α es de [0h,24h)! Generalmente no tenemos que calcular el tiempo sideral personalmente, solo usamos las tablas calculadas previamente por alguna institución astronómica o utilizar un sistema referencial de tiempo. 24

25 ! Nota: un reloj sideral corre mas rápido que un reloj solar. 24 h tiempo solar = 24h 3m 56.56s Un experimento: seguir una estrella por varios días tomando el tiempo en que cruza el meridiano. 25

26 Cálculo aproximado del tiempo sideral! La cero horas del tiempo sideral ocurren a las 12 horas (mediodía) del 21 de marzo.! A las 12 de la noche del 21 de marzo (o cero horas del día 22 de marzo) son aproximadamente las 12 horas de tiempo sideral.! Cada día hay un desfase en los relojes solar y sideral de aprox. 4 minutos. Estos se acumulan hasta formar dos horas en un mes. A lo largo de 12 meses los relojes vuelven a coincidir. De esta manera, podemos calcular el tiempo sideral aproximado para un día particular del año y ayudarnos a identificar si un objeto estará visible en el cielo o no. 26

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28 Ejemplo! Estime el tiempo sideral a la media noche del día 1 de junio de Para el día 21 de mayo habrán pasado dos meses desde el 21 de marzo, lo que significa que el reloj sideral habrá avanzado 4 horas con respecto al reloj solar. Del 21 de mayo al 1 de junio hay 11 días que corresponden a ~4*11=44 minutos más de adelanto. Así que el tiempo sideral aproximado el día 1 de junio a la media noche (cero horas del día 2) es 16h 44m. 28

29 ! Estime el tiempo sideral a las 10pm del día 17 de agosto.! calculando! calculando! TS ~ 19h 44m 29

30 Observando un objeto! La observabilidad de un objeto depende de sus coordenadas, de las características de instrumento y de las propiedades mismas del objeto de interés. Aquí solo nos preocuparemos de la parte de la posición del objeto y asumiremos que estamos observando a simple vista.! La declinación: no todas las declinaciones están disponible para un observador en la superficie terrestre. Para un observador dado, solo los objetos con declinación δ Є [max(-90,lat-90), min(90,lat+90)]. 30

31 EJEMPLO: OAN-SPM: latitud = ~ +31 Δ ~ [-59,90]! Ojo: un telescopio en general no puede acceder todo este intervalo y los límites exactos dependen de las características particulares del telescopio.! Una excepción a esta regla, son los objetos circumpolares que siempre están visibles.! La ascensión recta: al igual que la declinación, no todas las A.R. están disponibles. A un tiempo dado, solo están accesibles aquellas en el intervalo α Є [TS-6h,TS+6h] 31

32 Es un objeto observable desde un sitio X?! Definir si un objeto es observable basándonos primero en su declinación (no importa la fecha).! Calcular el tiempo sideral y verificar que el objeto este en el intervalo accesible del cielo. Ejemplo: decida si la estrella HD8890 con coordenadas 02h 31m 49s y ' 51" es observable desde Hermosillo. Las coordenadas de Hermosillo son latitud +29 y longitud 110 W. Esto quiere decir que las declinaciones que son posible de observar desde Hermosillo son aproximadamente desde +90 en el norte hasta = - 59 en el sur. IAUNAM - OAN - Ensenada BC 32

33 ! En conclusión: por declinación el objeto SI es observable.! Es posible observar el objeto el día 24 de enero a las 11pm hora local? En el norte, las estrellas con declinación mayor a 90 latitud del sitio nunca se ponen! solo se les ve girar alrededor del polo norte celeste a lo largo de la noche. En el caso de la estrella del problema, tiene declinación +89 que es mayor que = +59 por lo tanto nunca se pone. De hecho, HD 8890 es la estrella Polaris! que es la estrella visible a simple vista más cercana al polo norte celeste. 33

34 Polo norte celeste

35 Estrella de Barnard: Ejercicio α = δ = Aproximadamente a que hora pasa por el meridiano en Hermosillo? 2. Diga si esta estrella puede observarse a la media noche del día de hoy desde Hermosillo (latitud +29 ). 3. Se podrá observar en algún momento de esta noche?

36 Cartas estelares Representación 2D de la ubicación de objetos en el cielo = mapas estelares

37 Declinación Ascención Recta

38 Mapas de regiones especificas: Cúmulo NGC 1502 Coordenadas AR = DEC = FOV= 9x9 arcmin + 9 arcmin 9 arcmin

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40 Dirección de contacto: astro.uson.mx Página Web: 40