地平座標系






天球座標系

晴れた日に夜空を見ると、まるで無数の星が遠く離れた区の表面に固定されているかのように見えるが、この球面を天球と呼びます。つまり、天球は観察者を中心とする無限大の仮想の求刑の空です。
天球は天体の位置を示すために基準となる点と線を定めることができます。基準を定める方法により、様々な天球座標系が使用されます。

赤道座標系

赤道座標は、地球を中心とした最も基本的な座標系です。現代天文学では、ほとんどの天体は、赤道座標系を利用して位置を表示して観測をします。
地球の赤道を延長させた仮想の大きな円形を天球に描けば、天球の赤道になります。そして、地球の北極を延長させて天球上に表示すると、この点が天球の北極になります。天球の北極から最も近い観測可能な星を「北極星」と呼びます。
同様に、地球の南極を延長させて天球上に表示した点を、天球の南極と呼びます。
その次に、黄道(1年間の太陽が通過する天球上の道)と天球の赤道が互いに出会う2点を表示し、このうち太陽が南半球で北半球に移動するときの点を春分点、別の一点を秋分点と呼びます。天球の北極と天球の南極を通る半円を時間券(hour circle)と呼びます。地球儀に描かれた緯度と経度が互いに垂直であるように、天球の赤道と時間券は互いに垂直になります。

赤道座標で天体の位置は、「赤経」と「赤緯」に示します。

春分点を通る時間権を基準にして、観測したい天体の時間券までの角度を反時計回りに測った角度を「赤経(RA、right ascension)」と呼びます。赤経は0˚〜360˚または0時〜24時で表現します。
つまり、春分点が基準なので、春分点での赤経は0であり、反時計回りに赤経が増加します。
次に、観測したい天体の時間券に沿って天球赤道を基準に測った角度を「赤緯(declination)」とします。赤緯は-90˚〜90˚の値を持ちます。天球の赤道が基準なので、天球の赤道の赤緯は0˚となり、天球の北極の赤緯は90˚、天球の南極の赤緯は-90˚です。

観察者の立場から、赤道座標系で表した天体を観察するためには、座標系の変換過程を経なければならいます。しかし、赤道座標は、測定場所と時間にとらわれず天体の位置を示すことができるという利点があります。ため、現代天文学では赤道座標が主に使われています。

地平座標系

地平座標系は、観察者を基にして、空の星がどちらの方向でどのように高く浮いているかを示したものです。
地平座標系は、「方位角」と「高度」で表すことができます。方位角は、北点または南店を基準に地平線に沿って時計回りに星がある方向までに測った角度で、0˚〜360˚の値を持ちます。高度は地平線から星が浮いている高さまで垂直線に沿って測った角度で、0˚〜90˚の値を持ちます。
例えば、北半球で一日中、太陽の位置を観測してみると、朝には東の地平線にあり、正午には南の空に高く浮いており、夜には西の地平線にあります。つまり、太陽は時刻に基づいて方位角と高度が異なります。同様に、星の場合も時刻や場所に応じて方位角と高度が異なります。したがって、星の位置を方位角と高度を示すときは、必ず観測時刻と場所を一緒に記録しなければならない。
地平座標系は、観察者を基にするため、位置を表すに簡単ですが、天体の位置が日付と時刻に依存されるため、よく使用されていません。

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