Taivaanpallon peruskäsitteitä

Ekvaattori, taivaannapa, meridiaani

Muinaisissa maailmankaikkeuden malleissa oletettiin avaruuden rajoittuvan kaukaiseen pallonkuoreen. Tähdet olivat kiinni tässä kuoressa ja niin ollen ne kaikki olivat yhtä kaukana meistä. Tämä yksinkertainen malli on yhä monessa suhteessa yhtä käyttökelpoinen kuin antiikin aikoinakin: sen avulla on helppo ymmärtää tähtien vuorokautiset ja vuotuiset liikkeet taivaalla, ja mikä tärkeintä, nämä liikkeet voidaan myös laskea suhteellisen helposti. Niinpä kuvitellaankin toistaiseksi, että kaikki tähdet sijaitsevat suunnattoman suuren pallon pinnalla ja että me olemme tuon pallon keskipisteessä. Pallon suuren säteen vuoksi maapallon pyörimisen ja rataliikkeen vaikutukset voidaan aluksi unohtaa.

Taivaanpallon pinnalla sijaitsevan tähden paikan ilmoittamiseen tarvitaan kaksi koordinaattia, aivan kuten jonkin paikkakunnan sijainti maapallolla voidaan ilmoittaa pituus- ja leveysasteen avulla. Taivaanpallolla tosin käytetään useita eri koordinaatistoja; tilanteesta riippuu, mitä niistä on kätevintä käyttää. Periaate on kaikissa kuitenkin sama.

Kuvitellaan, että olemme aukealla paikalla, jossa puut ja rakennukset eivät haittaa näkyvyyttä. Ihanteellinen havaintopaikka on keskellä aavaa merta. Katsoessamme vaakasuoraan mihin tahansa ilmansuuntaan näemme taivaan ja maan tai meren yhtymäkohdan, taivaanrannan eli horisontin. Voimme ajatella horisontin taivaanpallolle piirretyksi ympyräksi, joka jakaa taivaanpallon kahteen puolikkaaseen. Yläpuolella oleva on näkyvissä, mutta horisontin alapuolella oleva jää maapallon peittoon.

Kohtisuoraan havaitsijan yläpuolella on piste, jonka nimi on zeniitti. Se on näkyvissä olevan taivaanpallon puoliskon keskipiste. Vastakkaisessa suunnassa suoraan alapuolella ja siis maapallon toisella puolella oleva piste on nadiiri. Zeniitin, havaitsijan ja nadiirin kautta kulkee suora, joka on kohtisuorassa horisontin tasoa vastaan.

Taivaanpallon peruskäsitteitä.

Vajaan asteen päässä Pohjantähdestä on erityisen tärkeä piste, taivaanpallon pohjoisnapa tai lyhyesti vain taivaannapa. Se on piste, jota kohti maapallon pyörimisakseli osoittaa. Se on pohjoisen pallonpuoliskon ainoa piste, jonka suunta pysyy aina samana maapallon pyörimisestä huolimatta.

Taivaanrannan pohjoissuunnassa on pohjoispiste ja vastaavasti etelässä eteläpiste. Nämä pisteet jakavat horisontin kahteen yhtä suureen puolikkaaseen. Pohjoispiste on suoraan taivaannavan alapuolella. Karkeasti sen suunnan voi arvioida kompassilla tai kuvittelemalla Pohjantähdestä luotisuoran alas horisonttiin. Kompassi ei kuitenkaan osoita todellista pohjoista vaan magneettista pohjoisnapaa kohti. Magneettinen pohjoisnapa on varsin kaukana todellisesta pohjoisnavasta ja kaiken lisäksi liikkuu hiljalleen koko ajan. Myöskään Pohjantähti ei ole aivan tarkalleen pohjoisnavan suunnassa.

Pohjoisesta taivaannavan ja zeniitin kautta etelään kulkeva viiva on nimeltään meridiaani, ja se jakaa taivaanpallon näkyvän osan kahteen yhtä suureen puolikkaaseen, itäiseen ja läntiseen. Taivaannavan ja eteläpisteen välistä meridiaanin osaa sanotaan etelämeridiaaniksi ja taivaannavan ja pohjoispisteen välistä osaa pohjoismeridiaaniksi. Huomaa, että etelämeridiaani ulottuu zeniitin ohi taivaan pohjoiselle puolelle. Tähtien liikkeiden kannalta on kuitenkin luontevampaa käyttää zeniitin sijasta taivaannapaa pisteenä, joka jakaa meridiaanin etelä- ja pohjoisosaan.

Periaatteessa tähtien paikat voitaisiin ilmoittaa jossakin täysin mielivaltaisessa koordinaatistossa sopimalla muutamia perussuuntia, joista koordinaatit mitataan. Koska havaitsija kuitenkin yleensä liikkuu maapallon mukana, on käytännöllisempää käyttää tietyllä tavalla määriteltyjä koordinaatistoja.