GHID DE ORIENTARE PE BOLTA CEREASCĂ

1.BOLTA CEREASCĂ

              Bolta cerească cu puzderia ei de stele a aprins imaginația oamenilor din momentul în care ei și-au ridicat conștient ochii spre cer. Cunoașterea cerului, una din problemele de bază ale astronomiei de poziție, înseamnă în primul rînd cunoașterea constelațiilor, grupări de stele concepute în vremuri imemoriale. Omul antic și-a imaginat pe cer figuri ce reprezentau ființe și obiecte legate de viața lui cotidiană, de cultele religioase și de diferite fenomene ale naturii pe care nu și le putea explica la momentul respectiv. Fiecare popor, fiecare civilizație și-a construit propria-i viziune asupra cerului, o imagine a boltei cerești care depindea inevitabil de locul din care se privea spre cer și de gradul de dezvoltare social-economică a poporului respectiv. Spre exemplu, cerul grecilor abundă în eroi și zeități iar în cerul românesc ponderea cea mai mare o au constelațiile pastoral-agrare.

                Aspectul de boltă cerească derivă din mai multe cauze. Ochiul omenesc, un instrument optic complex, apropiat de perfecțiune, are totuși și lipsuri, printre care cea mai importantă este aceea că nu poate deosebi și aprecia distanțe mari, mai ales când ele sunt în direcții diferite. Din acest motiv, începând de la o anumită depărtare limită, ochiul uman plasează toate obiectele la aceeași distanță, deci cu atât mai mult stelele și celelalte corpuri cerești aflate la distanțe uriașe, care apar proiectate pe o sferă în al cărei centru pare a se găsi observatorul. Asupra impresiei de boltă contribuie și fenomenul de difuzie multiplă a luminii (împrăștierea razelor solare de către particulele opace solide și gazoase suspendate în atmosferă), formând un fond de perspectivă pe care par proiectați aștrii. Tot fenomenul de difuzie contribuie și la culoarea bolții cerești, precum și faptul că în plină noapte nu ne găsim niciodată într-o beznă deplină. Stelele contribuie la lumina nopții doar cu câteva procente.

                Dacă ochiul observatorului se află la o înălțime mică deasupra Pământului, el nu percepe din suprafața terestră decât o porțiune infimă de contur circular. Din această cauză, iluzia că Pământul este plat a înșelat omul timp de milenii. Acest contur circular din jurul observatorului poartă denumirea de orizont. Raza orizontului exprimată sub formă matematică are următoarea valoare: R= 3,8 √h, unde prin h am reprezentat înălțimea ochiului observatorului deasupra solului exprimată în metri. Cu ajutorul acestei formule se poate calcula că un om cu înălțimea de 1,75m situat la câmpie vede orizontul la distanța de aproximativ 5-6 km. Deci, pe această boltă minusculă (cu diametrul de 10-12 km) în comparație cu dimensiunile Pământului, vedem proiectat întregul univers accesibil observațiilor.

2.MIȘCAREA DIURNĂ

              Dacă observăm cerul înstelat timp de câteva ore, avem senzația că sfera cerească se rotește în întregime, ca un corp solid, de la Est spre Vest (acest lucru se întâmplă din cauza faptului că mișcarea reală a Pământului în jurul axei sale se produce de la Apus spre Răsărit), efectuând o rotație completă în 24 de ore. Acest fenomen poartă numele de rotație diurnă a sferei cerești sau, mai scurt, mișcare diurnă. Toate stelele descriu în timpul mișcării diurne cercuri ale căror centre sunt situate pe o dreaptă numită axa lumii care înțeapă sfera cerească în cei doi Poli (Polul Nord al lumii situat în apropierea stelei polare pentru emisfera nordică și Polul Sud al lumii localizat în constelația Octantul pentru emisfera sudică).

                În mișcarea sa în jurul Soarelui, Pământul descrie un ars de 1⁰ pe zi (mai exact 0,986⁰). Noi avem însă impresia că Soarele se deplasează cu același arc zilnic spre Est. Din această cauză stelele răsar și apun zilnic cu aproape 4 minute mai repede ca în ziua precedentă (echivalentul în timp al arcului de 1⁰).

Din observații simple efectuate asupra mișcării diurne se pot deduce următoarele legi după care se efectuează această mișcare:

• Sfera cerească efectuează o mișcare de la Est spre Vest sau în sensul acelor de ceasornic
• Mișcarea diurnă este uniformă, adică fiecare corp ceresc descrie arce de cerc egale în unități de timp egale
• Mișcarea cerească este sincronă, adică are loc ca și cum sfera cerească ar fi solidă și păstrează distanțele relative dintre corpurile cerești (cu excepția Lunii și a planetelor)
• Mișcarea diurnă este circulară, toți aștrii având centre situate pe axa lumii și descriind cercuri paralele cu ecuatorul ceresc.

3.CONSTELAȚIILE

Pentru a fi mai ușor de recunoscut, stelele vizibile cu ochiul liber au fost grupate pe zone astfel încât desenul obținut să semene cu figuri de oameni, animale sau obiecte. Cu timpul desenele au fost înlocuite cu figuri geometrice simple, care se obțin unind cu linii drepte anumite stele ale constelației. În prezent, o constelație este asociată cel mai adesea cu o suprafață de pe bolta cerească, exprimată în grade pătrate de cer, o grupare aparentă de stele, care, unite printr-o linie imaginară, se aseamănă cu un anumit obiect, animal, zeu, etc.. Numărul constelațiilor a variat în decursul timpului de la 48 la 131. E greu de precizat cu exactitate cine a trasat primele constelații sau unde și când s-a întâmplat acest lucru. Cu siguranță știm însă cine a fost cel mai meticulos. În secolul al II-lea d.H., Ptolemeu în lucrarea sa  „Megale Syntaxis” (devenită ulterior mult mai cunoscută sub numele de al-Majisti sau Almagest datorită unei traduceri în limba arabă) a publicat printre altele și un catalog cu 1022 de stele și a descris 48 de constelații. Dintre acestea, 47 sunt folosite și în ziua de azi, iar cea de-a 48-a , Argo Navis, a fost împărțită în alte 4 constelații: Carena, Pupa, Busola și Vela. Constelațiile emisferei sudice au apărut mult mai târziu, de abia pe la începutul secolului al XVI-lea, atunci când primii navigatori care au străbătut coastele sudice au identificat și denumit constelațiile din zonele respective. Printr-o convenție internațională încheiată în anul 1922 la un congres al Uniunii Astronomice Internaționale, numărul constelațiilor a fost stabilit la 88 și în același timp, figurile constelațiilor au fost înlocuite cu simple suprafețe pe sfera cerească, suprafețe trasate după anumite reguli care cuprind vechile imagini cu care erau asemuite constelațiile.

Constelațiile vizibile de la latitudinea țării noastre pot fi clasificate în funcție de poziția lor pe bolta cerească, astfel: constelații circumpolare, constelații zenitale, constelații ecuatoriale, constelații ecliptice și constelații australe.

Constelațiile circumpolare sunt acele grupări de stele care se rotesc în jurul Polului Nord ceresc (situat în apropierea stelei Polare), rămânând în permanență deasupra liniei orizontului. Pentru latitudini nordice cuprinse între 45⁰ și 50⁰  aceste constelații sunt: Cassiopeia, Perseu, Camelopardalis, Lynxul, Ursa Mare, Ursa Mică, Dragonul, Cepheu și Lacerta.

Constelațiile zenitale se numesc astfel deoarece în timpul mișcării diurne ele trec la zenitul locului (punctul de pe bolta cerească situat pe verticala locului). Ele răsar în direcția Nord-Est și apun în direcția Nord-Vest. Pentru această regiune, în această categorie putem încadra constelațiile: Andromeda, Triangulum, Auriga, Leul mic, Canes Venatici, Coma Berenices, Bootes (Boarul), Coroana Boreală, Hercules, Lyra, Cygnus (Lebăda), Sagitta, Vulpecula, Delphinus, Equuleus (Mânzul), Pegasus.

Constelațiile ecuatoriale sunt înșirate de-a lungul ecuatorului ceresc. Ele răsar în direcția Est și apun în direcția Vest, fiind utile în orientarea pe suprafața Pământului, în sensul de a determina cu aproximație direcția punctelor cardinale (în cazul în care vedem constelația în apropierea orizontului). Constelații ecuatoriale vizibile din această regiune sunt: Cetus (Balena), Orion, Monoceros(Licornul), Câinele mic, Hydra, Sextantul, Ophiucus, Serpens, Aquila (Vulturul).

Constelațiile ecliptice (sau zodiacale) sunt situate pe ecliptică, adică pe traseul aparent al Soarelui pe bolta cerească. Fiecare dintre aceste constelații ocupă o zonă de aproximativ 30⁰  în lățime pe cer. Ele sunt: Berbecul, Taurul, Gemenii, Racul, Leul mare, Fecioara, Balanța, Scorpionul, Săgetătorul, Capricornul, Vărsătorul, Peștii.

Constelațiile australe (sudice) se văd doar parțial în apropierea liniei orizontului. Enumerăm câteva dintre constelațiile australe vizibile din aceste regiuni: Eridanul, Lepus (Iepurele), Câinele mare, Puppis (Pupa), Crater (Cupa), Corvus, Peștele Austral, Sculptor, Pyxis (Busola), Antlia (Mașina Pneumatică), Centaurus, Fornax (Cuptorul).

1.DISTANȚE ȘI DIMENSIUNI UNGHIULARE

Pentru o orientare  facilă pe bolta cerească este foarte util să  aproximăm distanțele între corpurile cerești, adică să putem măsura (în grade) distanțele aparente dintre acestea. Poate părea foarte greu de realizat acest lucru, dar el devine relativ simplu în cazul în care cunoaștem câteva mici trucuri. Cum spuneam ceva mai devreme, bolta cerească pare o sferă, observatorul aflându-se în centrul acestei sfere. Dacă o stea se află în apropierea liniei orizontului, unghiul sub care este ea văzută este aproape nul, iar dacă steaua se află exact deasupra capului (la zenit), unghiul dintre direcția observator-linia orizontului și observator-stea este de 90⁰. Pentru a măsura orice alt unghi intermediar, vom folosi palma sau constelația Ursa Major (Carul Mare).

Pentru majoritatea oamenilor, raportul dintre lungimea brațului și diametrul mâinii este constant, adică, pentru fiecare dintre noi, atunci când întindem brațul, palma sau pumnul vor ocupa același număr de grade pe cer.

Ursa Major este, probabil, cea mai cunoscută constelație din lume. A fost menționată de Ptolemeu în cartea sa Almagest, apare în literatură în operele lui Homer, Shakespeare sau Tennyson și a fost pictată de Vincent van Gogh în celebrul său tablou „The Starry Night”. Gruparea de stele este menționată și în Biblie. Asterismul principal al constelației este format din 7 stele (Carul Mare) și este vizibil pe tot parcursul anului pe bolta cerească, Ursa Major fiind o constelație circumpolară pentru  latitudinea regiunii noastre. În cazul în care cunoaștem distanțele unghiulare dintre principalele stele ale asterismului, putem aproxima suficient de bine și alte distanțe unghiulare de pe cer.

Iată și câteva exemple de dimensiuni unghiulare pe bolta cerească:

• Cercul imaginar dat de linia orizontului are distanța unghiulară de 360⁰.
• Distanța unghiulară dintre două puncte cardinale consecutive (de ex. E-S sau S-V) este evident de 90⁰.
• Înălțimea stelei polare pentru această regiune este de aproximativ 47⁰ (înălțimea stelei polare coincide cu latitudinea locului de observare).
• Diametrul aparent al Soarelui pe bolta cerească este de 31-32 minute, adică aproximativ de o jumătate de grad. Acest lucru înseamnă că Soarele ar încăpea de două ori după degetul mic al mâinii întins spre cer. Aproape la fel se întâmplă și cu Luna, corp al cărui diametru aparent pe cer variază între 29 și 34 de minute.
• Diametrul aparent al planetei Jupiter, observată de pe Pământ este cuprins între 29,8 și 50,1 secunde de arc.

2. ÎNVĂȚAREA CONSTELAȚIILOR ȘI ORIENTAREA PE BOLTA CEREASCĂ

Pentru învățarea constelațiilor și găsirea lor pe bolta cerească există diferite metode și mijloace. Oricare ar fi acestea, este bine ca începătorul să se familiarizeze mai întâi cu denumirea constelațiilor și după aceea să treacă la recunoașterea lor, la început pe harta cerească și apoi pe cerul real. O metodă bună pentru aflarea constelațiilor este aceea a alinierilor, metodă prin care se poate ajunge în același timp și la identificarea unor stele sau puncte mai importante pe bolta cerească.

CERUL DE IARNĂ

Aspectul cerului nordic, valabil pentru decembrie – ora 23, ianuarie – ora 21, februarie – ora 19

Pentru identificarea principalelor constelații se pornește de la Ursa Major, o constelație foarte cunoscută situată într-o zonă a cerului puțin aglomerată cu stele. Trasând o linie imaginară prin roțile din spate ale Carului Mare înspre oiște (Linia 1 ) și numărând pe această linie de cinci ori distanța dintre aceste roți, ajungem la Steaua Polară. Prelungind în continuare această linie (Linia 2 ), la o distanță de aproximativ 12⁰ întâlnim steaua Errai din constelația Cepheus și ceva mai sus (Linia 3 ) steaua Caph din Cassiopeia. Această constelație are forma literei M pe cerul de iarnă și capătă forma literei W pe cerul de vară. Între cele două Care șerpuiește constelația Dragonul, constelație din care face parte steaua Thuban, stea care a fost stea polară în urmă cu 5000 de ani. Prelungind în direcția opusă Stelei Polare linia imaginară care trece prin roțile din spate ale Carului Mare (Linia 5) vom trece prin Leul mic, ajungând în partea nord-estică a cerului în constelația Leul. Privind deasupra capului (înspre zenit – linia 5 ), vom distinge constelațiile Camelopardalis (Girafa) și Perseu, iar în partea nord-vestică a cerului (linia 6 ) poate fi observată o bună parte din constelația Lebăda (Crucea Nordului). În interiorul curburii oiștii Carului Mare sunt două stele ce compun constelația Câinii de Vânătoare, steaua mai apropiată de linia orizontului, Cor Caroli fiind o spectaculoasă stea dublă.

Aspectul cerului estic, valabil pentru decembrie – ora 23, ianuarie – ora 21, februarie – ora 19

Castor și Pollux din constelația Gemenii sunt printre cele mai strălucitoare stele din partea de răsărit a cerului de iarnă. Pot fi ușor recunoscute, după culorile lor, Pollux având o tentă portocalie iar Castor fiind alb-albăstruie. În nopțile senine, sub Gemeni poate fi observată o pată difuză destul de greu perceptibilă, loc cunoscut sub numele de Roiul lui Praesape, localizat în constelația Cancer (Racul).Mergând mai departe spre linia orizontului (linia 1) vom găsi capul Hidrei. În partea sud-estică a cerului poate fi observată cea mai strălucitoare stea a întregii bolți cerești, Sirius din Câinele Mare. Linia 2 unește stelele Pollux din Gemenii, Procyon din Câinele Mic și Sirius, trecând prin Licornul (Monoceros). Linia imaginară dintre Castor (Gemenii) și Dubhe (Ursa Major) taie constelația Linxul (linia 3). În partea opusă Carului Mare în raport cu steaua Castor, traversând constelația Gemenii ajungem la steaua Betelgeuse din constelația Orion (linia 4). În partea estică a constelației Hidra își face apariția deasupra liniei orizontului constelația Leul Mare (linia 5).

Aspectul cerului sudic, valabil pentru decembrie – ora 23, ianuarie – ora 21, februarie – ora 19

Cea mai frumoasă constelație a cerului sudic de iarnă este Orion. Poate fi recunoscută ușor după cele trei stele coliniare din centura vânătorului (1). Sub constelația Orion se află Iepurele, iar în partea stângă a acestei constelații poate fi identificată ușor steaua Sirius din Câinele Mare, pentru că este cea mai strălucitoare stea a întregii bolți cerești. În dreapta constelației Orion, spre sud-vest, se află constelațiile Eridanul și Balena (linia 2), iar în stânga vânătorului, deasupra Câinelui Mare, identificăm Unicornul și steaua Procyon din Cîinele Mic (linia 3). Exact spre sud, față în față cu vânătorul se află constelația Taurul, cea mai strălucitoare stea a acestei constelații fiind Aldebaran. La acel moment (15 decembrie 2013, ora 23:00), Luna se afla doar la 3⁰ în dreapta stelei Aldebaran. În stânga Taurului, identificăm constelațiile Gemenii și Racul (linia 4), iar cornul dinspre zenit al Taurului se termină în steaua Alnath (linia 5), astru comun pentru constelațiile Taurului și Auriga (Vizitiul). În partea vestică a Vizitiului întâlnim constelația Perseu. Prelungind linia care pornește din Aldebaran și trece prin Lună, ajungem în Pleiade (M45), loc mult mai cunoscut la noi sub numele de Găinușa (6).

În partea sud-vestică a cerului, deasupra Balenei, pe un cer curat vom găsi constelația Peștii (constelația fiind formată din stele slab strălucitoare) iar în interiorul frânghiei ce leagă cozile celor doi pești poate fi recunoscut marele pătrat din Pegasus. În stânga peștelui estic, se mai află două constelații mici ca suprafață, Berbecul și Triunghiul.

Aspectul cerului vestic, valabil pentru decembrie – ora 23, ianuarie – ora 21, februarie – ora 19

Constelația Pegasus domină cerul vestic în nopțile lunii decembrie. Pornind dinspre Pegas spre zenit trecem prin constelația Perseu și ajungem în steaua Capella din constelația Auriga (linia 1). Străbătând orizontul de la vest spre sud trecem prin constelațiile Peștii, Balena și Eridanul (linia 2). Între Pegasus și Ursa Minor identificăm constelațiile Lacerta (Șopârla) și Cefeu (linia 3). În apropierea liniei orizontului spre nord pot fi găsite Lebăda și Lira cu steaua Vega (linia 4).

    În partea sud- vestică a cerului, deasupra Balenei, descoperim constelațiile Berbecul și Taurul iar în partea nord-vestică, între Perseu și Cefeu poate fi observată constelația Cassiopeia.

CERUL DE PRIMĂVARĂ

Aspectul cerului nordic, valabil pentru martie – ora 01, aprilie – ora 00, mai – ora 22

Nord: Cassiopeia, Cepheus, Ursa Minor;

Nord-Est: Cygnus (Lebăda), Dragonul;

Nord-Vest: Perseu, Camelopardalis (Girafa), Auriga (Vizitiul).

               Stelele mai strălucitoare vizibile în partea nordică a cerului: Vega din constelația Lira, Capella din Auriga, Deneb (steaua din coada Lebedei), Polaris (vârful rudei Carului Mic).

Aspectul cerului estic, valabil pentru martie – ora 01, aprilie – ora 00, mai – ora 22

Est: Hercule, Coroana Boreală, Bootes (Boarul), Coma Berenices (Părul Berenicei);

Sud-Est: Libra (Balanța), Virgo (Fecioara);

               Stelele mai strălucitoare vizibile în partea estică a cerului: Vega din constelația Lira, Arcturus din Boarul, Spica din Fecioara, Alphekka (α Coroana Boreală).

Aspectul cerului sudic, valabil pentru martie – ora 01, aprilie – ora 00, mai – ora 22

Sud: Corbul, Cupa (Crater).

Sud-Vest: Leul, Hidra.

Stelele mai strălucitoare vizibile în partea sudică a cerului: Arcturus din Boarul, Spica din Fecioara, Regulus (steaua din piciorul din față al Leului).

Aspectul cerului vestic, valabil pentru martie – ora 01, aprilie – ora 00, mai – ora 22

Vest: Gemenii, Racul, Linxul;

Nord-Vest: Auriga, Perseu, Girafa.

Stelele mai strălucitoare vizibile în partea de vest a cerului: Capella din Auriga, Procyon din Cainele Mic, Regulus din Leu, Pollux și Castor din Gemenii.

CERUL DE VARĂ

Aspectul cerului nordic, valabil pentru iunie – ora 02, iulie – ora 00, august – ora 22

Nord: Ursa Minor, Camelopardalis (Girafa)

Nord-Vest: Ursa Major, Canes Venatici (Câinii de Vânătoare)

Nord-Est: Perseu, Cassiopeia, Cefeu

Aspectul cerului estic, valabil pentru iunie – ora 02, iulie – ora 00, august – ora 22

Est: Pegasus, Lacerta (Șopârla), Cygnus (Lebăda)

Sud-Est: Aquarius (Vărsătorul), Delfinul.

Aspectul cerului sudic, valabil pentru iunie – ora 02, iulie – ora 00, august – ora 22

Sud: Săgetătorul, Scutul, Vulturul

Sud-Vest: Ophiucus (Omul cu șarpele), Coroana Boreală, Balanța

Aspectul cerului vestic, valabil pentru iunie – ora 02, iulie – ora 00, august – ora 22

Vest: Bootes (Boarul), Coroana Boreală, Fecioara, Coma Berenices

CERUL DE TOAMNĂ

Aspectul cerului nordic, valabil pentru septembrie– ora 23, octombrie – ora 21, noiembrie – ora 18

Nord: Ursa Minor, Cefeu, Camelopardalis

Aspectul cerului estic, valabil pentru septembrie– ora 23, octombrie – ora 21, noiembrie – ora 18

Est: Berbecul, Peștii, Andromeda, Pegasus

Aspectul cerului sudic, valabil pentru septembrie– ora 23, octombrie – ora 21, noiembrie – ora 18

Sud:Capricornul, Delfinul

Aspectul cerului vestic, valabil pentru septembrie– ora 23, octombrie – ora 21, noiembrie – ora 18

Vest: Hercule, Lira.

        Sunt două indicii prin care putem face diferența pe cer dintre o stea și o planetă. Primul este faptul că cele mai strălucitoare corpuri de pe bolta cerească sunt, de regulă, planetele și nu stelele. Al doilea: stelele au o mică scintilație în lumina lor, există o modificare sensibilă a intensității luminii, a coloritului, strălucesc. Planetele reflectă lumina primită de la Soare, însă lumina lor este fixă.  Redăm în continuare lista cu cele mai strălucitoare stele ale cerului:

1. Sirius (Cîinele Mare)
2. Canopus (Carena)
3. Arcturus (Boarul)
4. Rigil Kentaurus (Centaurul)
5. Vega (Lira)
6. Rigel (Orion)
7. Procyon (Câinele Mic)
8. Betelgeuse (Orion)
9. Achernar (Eridanul)
10. Hadar (Centaurul)