Astrofisica Esfera Celeste

7/25/2019 Astrofisica Esfera Celeste

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Astrofsica - I Introduccin

2 - La Esfera Celeste


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Astrofsica - I Introduccin

Astronoma de posicin

Sistema de coordenadas horizontales

Movimiento diurno de las estrellasSistema de coordenadas ecuatoriales

Movimiento aparente del Sol

Tiempo solar y tiempo sidreo

Precesin

Sistema de coordenadas galcticas

Movimiento de los planetas en la esfera celeste

2 - La Esfera Celeste


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Astronoma de posicin

Estudio de las posiciones de los astros en el cielo y de como varan stas con el tiempo

Para estudiar las posiciones se definirn diferentes sistemas de coordenadas, basadosen la direccin en que se observan, no las distancias

Las posiciones podrn variar, principalmente, por:

Rotacin de la Tierra (movimiento diurno)

Traslacin de la Tierra alrededor de Sol (movimiento anual)

Rotacin lenta del eje de la Tierra (precesin)Movimientos reales de las estrellas (movimiento propio)

Las coordenadas de los objetos deben ser precisas

Fundamental para planear y realizar observaciones

astronmicasImportante para: calendario, catlogos de objetos, escala de

distancias, estudios de cinemtica y estructura de la Galaxiay distribuciones a gran escala

Para cambiar de unos sistemas de coordenadas a otros se

aplica la trigonometra esfrica (tringulos sobre una esfera)(ver ej. Textbook on Spherical Astronomy, W.M. Smart) Kar


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esfera celeste

polo norte

celeste

polo sur

celeste

ecuador

celeste

polo norte de la Tierra

polo sur de la Tierra

ecuador de la Tierra

La esfera celeste

Aunque los diferentes astros no estn a la misma distanciade la Tierra, para estudiar su posicin los consideraremos

proyectados sobre una esfera celeste

Esfera imaginaria centrada en la Tierra,

con el polo norte en la misma direccin

que el polo norte terrestreLos polos y el ecuador terrestre se

proyectan en los polos y el ecuador de la

esfera celeste

Concepto til para situar los astros en el

cielo y visualizar sus movimientosRespecto a la Tierra, la esfera celeste gira

una vez cada 24 horas (movimiento

diurno)


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North Pole

The Horizon

N

S

!

Munich

=48 08!

Sistema de coordenadas horizontales (altacimutal)

Polo Norte

Madrid!= 40 25 N

(latitud)

Horizonte

!

polo N celeste!


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polo N celeste

Cenit

Nadir

N S

Meridiano

El meridiano es el crculo que pasa por el cenit, nadir, N y S

hemisferio visible

hemisferio invisible



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W

E

N S

meridian

h

A

Meridiano

Cenit

Nadir

estrella

polo N celeste

A: acimut(ngulo desde el N endireccin E)h: altura(ngulo desde el horizonte, hacia el cenit)z: distancia cenital(ngulo desde el cenit al objeto; z = 90

!h)

horizonte del

observador

Debido a la rotacin de la

Tierra, las coordenadas

cambian constantemente

con el tiempo.

Adems dependen de la

latitud del observador

gran crculo

90!!

La altura del polo celeste

es igual a la latitud



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Polo norte

celeste

norte

sur

este

oeste

horizonte

Norte Sur Este

Movimiento diurno de las estrellas

Polo surceleste


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Movimiento diurno delas estrellas

simulacin
http://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/celhorcomp.swf


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S NWE


estrellas circumpolares

Hemisferio Norte

Hemisferio Sur


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Polo Norte


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Polo Norte

celeste

ecuador celeste

Coordenadas ecuatoriales

": ascensin recta (RA)(ngulo sobre el ecuadorceleste desde un punto fijohasta el crculo horario delobjeto)En horas, minutos, segundos(24h = 360)

Sistema equivalente a lalatitud-longitud

terrestre, pero medidosobre la esfera celeste

y movindose con larotacin de sta

!

"

Las coordenadasecuatoriales son

independientes de laposicin del observador

y no estn afectadas porel movimiento o la

rotacin de la Tierra.

Permanecen~constantes para cada

estrella

#: declinacin (Dec)(ngulo sobre el

crculo horario medidodesde el ecuadorceleste)En gradosDe +90 a !90

crculohorario


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El eje de rotacin de la Tierra estinclinado 23.5 respecto a la

perpendicular a su rbita $el ecuadorde la esfera celeste est inclinado 23.5

respecto al plano de la eclptica

plano de la eclptica

primavera en el hemisferio norte

otoo en el hemisferio sur

invierno en el hemisferio norte

verano en el hemisferio sur

otoo en el hemisferio norte

primavera en el hemisferio surverano en el hemisferio norte

invierno en el hemisferio sur

Origen de las estaciones

A lo largo del ao el Sol se va moviendo a lo largo de la esfera celeste


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A lo largo del ao el Sol se va moviendo a lolargo de la esfera celeste, recorriendo, de Oeste

a Este, las constelaciones de la eclptica(zodiaco)

Capricornio

Acuario

Piscis

Aries

19 ene - 15 feb

16 feb - 11 mar

12 mar - 18 abr

19 abr - 13 may

Virgo

Libra

Escorpio

Ofiuco

Sagitario

16 sep - 30 oct

31 oct - 22 nov

23 nov - 29 nov

30 nov - 17 dic

18 dic - 18 ene

Tauro

Gminis

Cncer

Leo

14 may - 19 jun

20 jun - 20 jul

21 jul - 9 ago

10 ago - 15 sep

Revisad vuestro signo del zodiaco

eclptica ecuador celeste


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El Sol sobre la esfera celeste

Polo norte celeste Eclptica

Polo sur celeste

Equinoccio de otoo

Solsticio de verano

Solsticio de invierno

Equinoccio de primavera

(equinocio vernal)

Primer punto de Aries (!)

Ecuador celeste

21 de

sept

21 de

dic

21 de

jun

21 demar

Las intersecciones de la eclptica y el ecuador celeste marcan los equinoccios y los solsticos


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celestial equator

ecliptic !23 27'

! =

"

#


El punto Aries es el punto fijo del ecuador celeste desde el que se mide la ascensin recta

ecuador celesteeclptica

"

!

polo norte celeste


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N S

W

E

Zenith

Pole

celes

tiale

quator

t

t

!

Aries

e


polo norte celeste

ecuado

rcele

ste

Cenit

latitudgeogrfica

Desde el punto de vista del observador el punto Aries gira con la esfera celeste

Para determinar la

posicin local de unaestrella se usa el ngulohorario t (medido sobre

el ecuador desde elmeridiano S). Va

aumentando con el

tiempo durante lanoche

Se define el tiemposidereo local %como el ngulo

horario del punto

Aries

%

"

!

El ngulo horario dela estrella ser:

": ascensinrecta

(no vara)

t = ! "#

t,%y"se miden en h, m y s

El tiempo sidereo se puede medir a partir de ngulo horario de una estrella con R.A. conocida

simulacin
http://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swfhttp://localhost/Astrofisica/Esfera/radecdemo.swf


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Tiempo solar y tiempo sidereo

24h tiempo solar = 24h 3m 57s de tiempo sidereo (el reloj sidereo avanza ms rpido)

El nmero de das sidereos en un ao es 1 ms (366) que de das solares (365)

Las estrellas salen cada noche casi 4 minutos antes $A lo largo del ao diferentes regiones

del cielo nocturno son visibles.

Diferentes maneras de medir el tiempo:

1) rotacin de la Tierra o 2) movimientoalrededor del Sol

1) da sidereo:tiempo entre dos

culminaciones sucesivas del puntoAries (tiempo para que las estrellas

estn en la misma posicin)

2) da solar: tiempo entre dos pasos

sucesivos del Sol por el meridiano(24h)

Debido al movimiento de la Tierra en su rbita,

para que transcurra un da solar la Tierra deberotar ~361 (365 das/360) $

un da sidereo (360) es ms corto (por 3m 57s =24h/365) que un da solar

direccin de la

rotacin de la

Tierra

hacia el

Solhacia una

estrella

estrella distante

(no a escala)

Sol Tierra

1

dasolar

1

dasidereo

Tierra

Un da

despus

Sol

a una estrella

a una estrella


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N S

W

E

celes

tiale

quato

r

max = +

ude:

)"#

t

t

RA

#

!

Aries

ecuado

rcele

ste

Cenitpolo norte celeste

latitudgeogrfica

horizonte

Las estrellas alcanzan una alturamxima (en el meridiano) de:

90 !!

y una altura mnima de:

hmax

= 90 !"! #

hmin =!90 +"+ #

Si hmin > 0 las estrellas son circumpolares ! > 90 "#

!


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min = #

S S

W

E

celestial equator

= horizon

ot visible


ecuador celeste

horizonte

hmax = hmin = !

Las estrellas con declinaciones negativas nunca son visibles

Desde el polo

norte != 90

Slo el 50% del cielo es visible

polo norte celeste = Cenit

"

Las estrellas se muevenmanteniendo una altura

constante de:Todas las estrellas visibles son circumpolares

"

< 0


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N S

W

E

l

minh 90

= # $

0#

Astrofisica Esfera Celeste

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