Tähtiaika

Tähtiaika on tähtitaivaan näennäiseen pyörimiseen liittyvä aika. Täsmällisesti se määritellään kevättasauspisteen tuntikulmana. Perusmitaksi sopiva aikaväli on tähtivuorokausi eli sideerinen vuorokausi, joka tarkoittaa kevättasauspisteen kahden peräkkäisen yläkulminaation välistä aikaa. Tähtivuorokauden kuluttua tähtitaivas on siis jälleen samassa asennossa havaitsijan suhteen:

Samalla tähtiajan hetkellä tähtitaivas on aina samassa asennossa.

Koska maapallon pyörähdysaika tähtien suhteen eli tähtivuorokausi on 3 min 56 s lyhyempi kuin keskimääräinen pyörähdysaika Auringon suhteen eli keskiaurinkovuorokausi, edistää tähtiaikaa käyvä kello vuorokaudessa em. määrän. Vuodessa näistä kertyy tasan yksi vuorokausi. Syyspäiväntasauksen hetkellä tähtiaika ja keskiaurinkoaika ovat samoja, ja kevätpäiväntasauksen aikaan ne eroavat tasan 12 tuntia.

Tähtiajan voi arvioida alla olevasta kaaviosta. Etsi pystyakselilta havaintohetkeä vastaava päivämäärä ja vaaka-akselilta kellonaika. Niiden leikkauskohdasta voit vinoviivalta lukea tähtiajan. Esimerkiksi huhtikuun 10. päivänä keskiyöllä tähtiaika on 12 tuntia. Huomaa, että kesäaikana kellonaikoja vastaavia viivoja on siirretty tunnin verran vasemmalle.

Kaavio vastaa pituuspiiriä 25 astetta, joka kulkee suunnilleen Suomen keskeltä. Jos aika halutaan arvioida vähän tarkemmin, tähtiaikaan on tämän pituuspiirin itäpuolella lisättävä ja länsipuolella vähennettävä 4 minuuttia astetta kohti. Leveyaste sen sijaan ei vaikuta tähtiaikaan.

Varjostetulla alueella Aurinko on Helsingissä taivaanrannan alapuolella. Tummimmalla alueella vallitsee nauttinen hämärä, jolloin on käytännössä jo pimeää.

Tähtiaika voidaan määrätä esim. ohikulkukoneen avulla havaitsemalla se hetki, jolloin jokin tähti ohittaa etelämeridiaanin. Tuolloin tähden tuntikulma on nolla, ja tähtiaika sama kuin tähden rektaskensio.

Tähtiaika on yhtä tasaista kuin maapallon pyöriminen. Pyörimisliike hidastuu vähitellen, minkä vuoksi tähtivuorokauden pituus kasvaa jatkuvasti. Tasaisen hidastumisen lisäksi pyörimisessä esiintyy millisekunnin suuruusluokkaa olevia epäsäännöllisyyksiä.

Ikävä kyllä tähtiaikaakin on kahta lajia, näennäistä eli apparenttia ja keskimääräistä. Näennäinen tähtiaika määräytyy todellisen kevättasauspisteen mukaan ja saadaan siis suoraan havainnoista.

Prekession vuoksi kevättasauspisteen ekliptikaalinen pituus kasvaa noin 50" vuodessa. Tämä prekessioliike on hyvin tasaista. Nutaatiosta aiheutuu lisäksi varsin mutkikasta heilahtelua. Keskitasauspiste (mean equinox) on se piste, jossa tasauspiste näkyisi, ellei nutaatiota olisi. Keskitähtiaika on tämän keskitasauspisteen tuntikulma.

Näennäisen ja keskitähtiajan erotus on tasauspisteiden tasaus (equation of equinoxes). Tämä tasaus on taulukoitu esimerkiksi Astronomical Almanacissa vuoden joka päivälle. Se on korkeintaan noin sekunnin luokkaa, joten se on otettava huomioon vain tarkimmissa laskuissa.