Taevas

12. klass > Füüsika > 5. kursus: Mikro- ja megamaailma füüsika

Meeleline taju ütleb, et Maad katab kuplikujuline taevas, millel (mille taustal?) liiguvad erinevad objektid: pilved, Päike, Kuu, planeedid, tähed, galaktikad (udukogud).

Tegelikult on taevas „paigal“ ja objektide (va pilved) liikumine on tingitud hoopis Maa liikumisest, mis omakorda moodustub kolmest komponendist:

  • tiirlemisest ümber Päikese perioodiga 1 aasta
  • pöörlemisest ümber tiirlemistasandiga 66°33’ nurga all asuva telje perioodiga 1 ööpäev
  • ja telje pretsessioonist orbiidi tasandi normaali ümber perioodiga 25 725 aastat

Kui „kõrgel“ on taevas? Kui defineerime, et taevas on poolkera, mis toetub silmapiirile, taandub küsimus kui kõrgel on taevas küsimusele „Kui kaugel on silmapiir?“.

122

Keskmise vaatleja silmad asuvad maapinnast h = 1,70 m kõrgusel. Arvestades, et Maa raadius R = 6,4∙106m ja et Phytagorase teoreemist:

123

saame silmapiiri kauguseks:

124

Teisisõnu võime öelda, et taevas on poolkera, mille raadius on 4,5 … 5,0 km.

Taevakoordinaadid

Kasutusel on mitmeid taevakoordinaatide süsteeme. Enamlevinud on horisondiline- ja ekvatoriaalne koordinaatsüsteem.

125

Horisondilise koordinaatsüsteemi korral määratakse taevakeha asukoht kolme koordinaadiga: (1) A – asimuut (nurk mõõdetuna lõunakaarest), (2) h – kõrgus (nurk, mõõdetuna horisondist) ning (3) z – seniitkaugus (nurk mõõdetuna seniidist).

Horisondiline koordinaatsüsteem on iga vaatleja jaoks erinev ning see takistab selle laialdasemat ning samaaegset kasutamist.

Seepärast kasutatakse peamisel ekvatoriaalset taustsüsteemi, mis võimaldab suhteliselt lihtsate teisenduste teel kirjeldada objekti asukohta taevas mistahes Maailma punktis.

126

Taevakeha asukoht määratakse ekvatoriaalses taustsüsteemis kolme koordinaadiga: (1) δ – kääne e deklinatsioon (nurk mõõdetuna taevaekvaatorist), (2) α – otsetõus (nurk, mõõdetuna taeva nullmeridiaanist) ning (3) γ – kevadpunkt (nurk mõõdetuna kevadpunktist so kohast kus Päikese trajektoor lõikab taevaekvaatorit).

Justnimelt ekvatoriaalsetes koordinaatides ongi erinevates teatmeteostes ja kataloogides tavaliselt esitatud taevakehade asukohtade kirjeldused (tavaliselt nullmeridiaani suhtes). Teatmikes on tavaliselt toodud ka juhtnöörid kuidas esitatud koordinaadid konkreetse vaatleja asukohta sobituvad.

Tähtkujud

Taevas „asuvad“ tähed on jaotatud 88 tähtkujusse. Enamik tähtkujudest on pärit antiikajast ning nende ära tundmine nõuab päris head ettekujutusvõimet.

Põhjapoolkeral on kõige tuntumateks tähtkujudeks Suur ja Väike Vanker, teistes keeltes tuntud ka kui ehk Suur ja Väike Karu (ladina Ursa Major, Ursa Minor). Eestis ei looju Suur ja Väike Vanker kunagi – seega on nad nähtav igal aasta- ja kellajal kui on pime.

127

Suur Vanker on taevast kergemini leitav. Ta asub vaadatuna põhjasuunas (täpsemalt kirdes), umbes 40° kõrgusel horisondist – sellise nurga moodustab silmadest veidi kõrgemale sirutatud käsi.

Suure Vankri teeb veelgi tähtsamaks asjaolu, et tema abil on võimalik leida põhjataeva kõige tähtsamat tähte – Põhjanaela.

Suure Vankri tagumised rattad osutavad otse Põhjanaelale, mis asub Väikese Vankri (Ursa Minor) tähtkujus. Et Põhjanael on ümberolevatest tähtedest heledam, on teda taevast üsna kerge üles leida. Ja nagu ütleb tema nimi, asubki see täht põhjas – tema abil saame täpselt määrata põhjasuunda ning tema kõrgus vastab täpselt vaatluskoha laiuskraadile.

Tegelikult võivad samasse tähtkujusse kuuluvad tähed asuda teineteisest väga-väga kaugel – me näeme neid lähestikku vaid seetõttu, et nendelt lähtuv valgus tuleb meieni samast suunast.

Olgu siinkohal ära nimetatud veel mõned millegi poolest erilised tähtkujud:

  • Kentauri tähtkuju (Centaurus) – siin asub Päikesele kõige lähem (4 ly) täht α-Kentauris

Constellation Centaurus

  • Suur peni (Canis Majoris) – siin asub taevavõlvi kõige heledam täht (Päikese järel) Sirius

130

  • Lõunarist (Crucis) – tähtkuju, milles asuva tähtede Acrux (Alfa Crucis) ja Gacrux (Gamma Crucis) järgi määratakse lõunasuunda, on nähtav ainult lõunapoolkeral.

131

Taevakaardid

Taevakaart ehk astronoomiline kaart on kaart, mis kujutab tähtede paiknemist taevas Maalt vaadates. Kõige levinumad on sfäärilise taevaskera kujutused tasapinnal kahe ringina (põhja- ja lõunapoolkera), kuid tarvitatakse ka teistsuguseid projektsioone.

128

Tänapäeval on loodud mitmeid arvutiprogramme ning äppe nutitelefonidele ja tahvelarvutitele (Sk Map, Google Sky jne), mis võimaldavad taevas nähtavaid objekte – planeete, tähti, tähtkujusid – vaatleja asukohapõhiselt üsna lihtsalt tuvastada