آشنایی با مقدمات نجوم

آغاز راه ...
در ابتداي راه لازم است كه با يك سري از مفاهيم و واژه هاي اختصاصي اختر شناسي كه حالت پايه اي دارند آشنا باشيد . در اين بخش به اختصار اين واژه ها را عنوان كرده و با ذكر مثالهايي كوتاه به روشن كردن معني و مفهوم آنها مي پردازم.
از قدر(Magnitude) شروع مي كنيم : قدر واژه اي است براي بيان ميزان درخشندگي و روشنايي يك ستاره يا هر جرم آسماني ديگر .
از ديگر مفاهيم بنيادي در اختر شناسي فاصله، يا اندازه زاويه اي است . اين مفهوم به اين علت مهم است كه شما براي بيان مکان اجرام آسماني و نيز درج فاصله يك ستاره تا ستاره ديگر، نمي توانيد فاصله حقيقي اين دو ستاره را عنوان كنيد، بلكه از مفهوم فاصله زاويه اي استفاده مي كنيد. اما چرا زاويه؟ اگر به آسمان نگاه دقيقي بياندازيد، آن را مانند يك كره بر فراز سرتان مي بينيد و اين همان كره سماوي(CelestialSphere ) فرضي است كه از دوران باستان تا كنون با آن سر و كار داريم . كره سماوي ( آسمان ) كره اي است فرضي كه ما در مركز آن قرار داريم و تمام اجرام آسماني بر سطح آن چسبيده اند .
حال براي آنكه فاصله اجرام آسماني كه براي ما خيلي دوردست هستند را نسبت به يكديگر بيان كنيم از زاويه ها استفاده می كنيم . مثلاً مي خواهيم فاصله بين ستاره X با ستاره y زا بدانيم. در كتاب ها مي نويسند ستاره X در 2 درجه اي ستاره y قرار دارد. اين به آن معني است كه اگر از X خطي به سوي چشممان بكشيم و از y نيز به همين ترتيب، آنگاه زاويه بين اين دو خط 2 درجه است . از همين زاويه ها براي بيان اندازه اجرام آسماني هم استفاده مي شود . مثلاً مي گوييم قطر ماه كامل ( بدر ) 5/0 درجه است يعني دو خطي كه از دو لبه ماه بدر(full moon) به سوي چشممان مي كشيم با همديگر زاويه نيم درجه اي مي سازند .
حال كه بحث كره آسماني را پيش كشيديم خوب است با چند مفهوم ديگر مرتبط با كره آسمان آشنا شويد. اينها عبارتند از سر سو ( سمت الراس-Zenith )، استواي سماوي(Celestial Equator)، دايره البروج(Ecliptic) و افق(Horizon) .
هنگامي كه شما در رصدگاهتان مي ايستيد، فرض بر اين است كه در مركز كره آسمان هستيد ( طبق تعريف كره آسمان ) يك دور كامل به دور خود بچرخيد، اگر در مكاني هستيد كه ساختمان هاي بلند يا كوهستان اطراف شما را نگرفته است. ( مثلاً دريا يا كوير ) مكاني را مي بينيد كه انگار آسمان به زمين چسبيده است اين مكان را دايره افق مي گوييم. دايره افق نمايانگر حد قابل ديد شماست. به عبارتي شما تنها مناطق بالاي افق را مي توانيد ببينيد. اكنون كه دايره افق را مي شناسيد لازم است با نقطه مهم ديگري از كره آسمان آشنا شويد. اين نقطه سرسو ( سمت الراس ) است. سر سو نقطه اي است درست بر بالاي سر شما به عبارتي فاصله زاويه اي سر سو تا افق 90 درجه است.
تا اينجا و اطلاعاتي كه كسب كرده ايد مي توانيد يكي از دستگاههاي مختصات آسمان را كه كاربرد زيادي دارد، بشناسيد اين دستگاه به نام "دستگاه مختصات افقي"(Horizon Coordinates System) معروف است. در اين دستگاه مختصات، دو مختصه سمت(Azimuth) و ارتفاع(Altitude) نقش دارند.
ارتفاع ستاره X يعني فاصله زاويه اي ستاره X از افق، به عبارتي اگر دايره اي رسم كنيم چنان كه از سر سو و ستاره X گذر كند و بعد افق را قطع كند، زاويه بين افق و ستاره ( روي اين دايره فرضي ) را ارتفاع اين ستاره مي ناميم .
زاويه سمت نيز زاويه اي است بر افق كه شروع آن ( صفر ) و نقطه شمال (N) است و پايان آن نقطه برخورد دایره عبوری از ستاره و سرسو با افق. البته جهت اندازه گیری اين زاويه از سوي شمال به شرق است نه به سوي غرب .
به اين ترتيب با داشتن دو مختصه سمت و ارتفاع قادر به مشخص كردن مكان يك ستاره يا جسم ديگر خواهيد بود .
اما همانطور كه خودتان هم مي توانيد متوجه بشويد اين دو مختصه براي اجرام آسماني ثابت نيست، چرا كه هم مكان جرم آسمانی در طي ساعات روز تغيير مي كند، ( حركت روزانه يا طلوع – غروب اجرام آسماني كه در اثر چرخش زمين به گرد محور خود ايجاد مي شود ) و هم اينكه اگر شما مكانتان را بر زمين تغيير دهيد ( چون دايره افق براي شما عوض مي شود ) مكان ظاهري اجرام آسماني هم براي شما تغيير مي كند بنابراين سمت و ارتفاع اجرام آسماني دايم در تغيير است .
براي آنكه بتوانيم به دستگاه مختصاتي ثابت دست بيابيم از دستگاه ديگري به نام دستگاه قطبي ( استوايي ) استفاده مي كنيم كه در آینده با آن آشنا مي شويد .
دايره البروج – استواي آسماني – و قطبين آسماني
كره زمين در مركز کره نا متناهي آسمان قرار دارد و به اين ترتيب اگر استواي زمين و دو سوي محور گردش زمين را ادامه دهيم و آن را بر گرد کره آسمان تصور كنيم به مفهوم استواي آسمان مي رسيم به عبارتي استواي آسمان همان استواي زمين است كه بر كره آسمان نقش بسته است . از برخورد محور زمين با کره آسمان قطبين شمال جنوب آسماني پديد مي آيد .
اما مفهوم ديگري داريم با عنوان دايره البروج. دايره البروج مسير حركت ظاهري سالانه خورشید بر گرد زمين است. البته مي دانيد كه در اصل زمين به گرد خورشيد مي چرخد اما آنچه را كه ما مي بينيم حركت خورشيد ( ظاهري ) بر گرد زمين است .
و اما شما در آسمان تعداد زيادي ستاره و جرم آسماني ديگر داريد كه تمام بحث كره آسمان و سيستم هاي مختصات و مفاهيمي از اين قبيل براي شناسايي آنها ابداع شده اند كه 88 صورت فلكي ثبت شده راه حل شناسايي آنهاست.
و بالاخره بحث فواصل حقيقي اجرام آسماني را مطرح مي كنيم كه براي تعيين فواصل معيارهايي وجود دارد . يكي از اين معيارها واحد نجومي و ديگري سال نوري است .
واحد نجومي(Astronomical Unit) طبق تعريف , فاصله متوسط زمين تا خورشيد است . اين فاصله بر اساس اندازه گيري هاي علمي,000/000/150 كيلومتر است (يكصدوپنجاه ميليون كيلومتر). واحد نجومي بيشتر براي اندازه گيري فواصل درون منظومه خورشيدي استفاده مي شود.
اما ستارگان و ساير اجرام آسماني ,فاصله اي به مراتب بيشتر دارند . بنابراين ايجاد معيارهاي جديدتر و بزرگتر ضروري است . بنابراين دانشمندان مفهوم سال نوري(Light-Year) را ابداع كرده اند .
مي دانيد كه نور بيشترين سرعت را در كل كيهان دارد . فاصله اي را كه نور در مدت يكسال و در مسير مستقيم طي مي كند سال نوري مي گويند . اين معيار طبق محاسبه عبارت است از9460800000000(نه تیلیارد و چهارصد و شصت میلیارد و هشت صد میلیون)كيلومتر. از اين فاصله و معيار براي بيان فاصله اجرامي چون سحابي ها، ستارگان ، خوشه هاي ستاره اي و كهكشان ها استفاده مي شود .