Bagaimana Para Astronom Menavigasi Langit?


Sebagai seseorang yang telah menghabiskan ribuan jam mengamati langit malam, saya rasa saya cukup familiar dengannya dan dapat menavigasinya dengan mudah. Hal ini berlaku dalam skala besar: berpindah dari satu konstelasi ke konstelasi lainnya atau mencari bintang terang.

Namun saat saya berada di lensa mata teleskop, berjuang untuk menemukan galaksi yang redup dan jauh, saya mudah tersesat. Situasi saya seperti mengetahui lingkungan Anda dengan baik tetapi mencoba menemukan sehelai rumput tertentu di suatu tempat di dalamnya. Langitnya besar, dan benda-benda di dalamnya tampak kecil. Bagaimana para astronom dapat menemukannya?

Jawabannya mirip dengan cara kita bernavigasi di Bumi: kita menggunakan kumpulan koordinat yang sama dengan garis lintang dan garis bujur, kecuali di langit.


Tentang mendukung jurnalisme sains

Jika Anda menyukai artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami dengan berlangganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.


Masuk akal untuk melakukan ini. Bumi berbentuk bulat dan berputar pada porosnya. Hal ini secara alami mendefinisikan dua titik di planet tempat sumbu rotasi memotong permukaan: Kutub Utara dan Kutub Selatan. Kita juga dapat menentukan garis lingkar bumi di tengah-tengah keduanya, yang kita sebut garis khatulistiwa.

Kita melihat gerakan ini terpantul di langit; saat kita melihat keluar dari bumi yang berputar, kita menyaksikan langit berputar mengelilingi kita sekali setiap hari. Sekali lagi, hal ini mendefinisikan dua titik: kutub utara dan selatan, yang setara dengan titik batas planet kita. Cara lain untuk membayangkan titik di langit ini adalah jika Anda berdiri tepat di atas, katakanlah, Kutub Utara Bumi, maka utara surgawi tiang akan berada tepat di atas, di puncak Anda. Kebetulan, bintang pusat terang Alpha Ursae Minoris saat ini kebetulan berada di dekat lokasi tersebut, sehingga dijuluki Polaris untuk menghormati posisi tersebut.

Di tengah-tengah antara kedua kutub terdapat ekuator langit, yang menandai batas antara langit utara dan selatan. Mencerminkan sistem koordinat bumi, kita mendefinisikan kutub langit utara sebagai 90 derajat, kutub langit selatan sebagai –90 derajat, dan ekuator langit di tengah-tengah keduanya sebagai nol derajat, sama seperti kita mendefinisikan ekuivalennya di permukaan bumi.

Garis bujur lebih rumit. Planet kita yang berputar membuat utara dan selatan mudah untuk ditentukan, namun tidak ada penanda yang jelas untuk menggambarkan di mana harus mulai mengukur timur dan barat. Apapun yang kita pilih harus sewenang-wenang! Garis bujur nol derajat—disebut meridian utama—dipilih pada tahun 1884 di sebuah konferensi yang bertujuan untuk menentukan cara membuat sistem koordinat tunggal dan terpadu untuk Bumi. Para peserta memilih bahwa meridian utama akan melewati lokasi Royal Observatory di Greenwich, London—tempat di mana para astronom menggunakan posisi bintang-bintang untuk ketepatan waktu karena pergerakan harian bintang-bintang mencerminkan rotasi Bumi, menjadikannya surgawi. jam yang bisa kita ukur.

Berbeda dengan garis bujur di Bumi, kita Mengerjakan mempunyai titik di langit yang relatif tetap dan tidak sembarangan. Ini adalah perpotongan antara ekuator langit dan ekliptika, jalur matahari melintasi langit saat ia bergerak relatif terhadap bintang tetap (karena perspektif kita yang berubah terhadap bintang tersebut saat Bumi mengorbit matahari). Kedua lingkaran yang agak miring ini berpotongan di dua titik yang disebut simpul. Setiap tahun, pada atau sekitar tanggal 21 Maret, matahari berada di salah satu titik tersebut: ekuinoks bulan Maret. Meskipun kebanyakan orang menganggap ekuinoks ini sebagai waktu dalam setahun, para astronom menganggapnya sebagai suatu tempat di langit, tempat matahari berada pada waktu itu. Apa pun yang terjadi, ini memberi kita patokan yang baik, sehingga para astronom menggunakannya sebagai titik nol untuk mengukur garis bujur.

Untuk membedakan sistem koordinatnya dengan garis lintang dan garis bujur, para astronom menyebutnya sebagai kenaikan kanan (RA) dan deklinasi (des). Hal ini digunakan karena alasan historis, yang merupakan penjelasan umum untuk jargon astronomi yang terdengar kuno. Sejarah juga melatarbelakangi pilihan aneh dalam menggunakan derajat seperti lintang utara dan selatan untuk deklinasi, namun tidak untuk kenaikan ke kanan. Karena asal usulnya adalah ketepatan waktu longitudinal, kami mengukur RA dalam satuan jam, dari nol hingga 24—sekali lagi mencerminkan rotasi Bumi—dan angkanya meningkat ke arah timur.

Jadi bagaimana kita menggunakan sistem yang kikuk ini? Sebuah bintang yang terletak tepat di ekuator langit tempat ia bertemu dengan ekliptika akan memiliki RA nol jam dan decel nol derajat. Sebuah bintang yang sedikit ke arah timur akan memiliki RA yang lebih besar, dan sebuah bintang di langit akan berada pada RA selama 12 jam. Deklinasi ke utara diukur dalam derajat positif, dan deklinasi ke selatan diukur dalam derajat negatif.

Siluet seorang wanita dengan teleskop di bawah langit berbintang

Namun ini adalah unit yang cukup besar. Mungkin ada ribuan galaksi yang diketahui terletak dalam satu derajat persegi dari langit, jadi kami membagi satuan tersebut menjadi satuan yang lebih kecil dari menit dan detik, terkadang disebut menit busur dan detik busur untuk menghindari kebingungan dengan satuan waktu. Ini dia Sungguh membingungkan: Satu derajat deklinasi dibagi menjadi 60 menit busur (biasanya disebut menit busur), dan setiap menit busur dibagi menjadi 60 detik busur (jadi ada 3.600 detik busur dalam satu derajat). Tapi untuk RA, kami bagi masing-masing jam menjadi 60 menit dan setiap menit menjadi 60 detik!

Hal ini menyebabkan situasi yang menjengkelkan di mana satu menit busur deklinasi di langit tidak sama dengan satu menit kenaikan ke kanan! Ada 24 jam mengelilingi langit di RA tetapi deklinasinya 360 derajat, perbedaannya merupakan faktor 15. Jadi satu jam di RA sama dengan 15 derajat di bulan Desember, dan satu menit di RA sama dengan 15 menit busur di bulan Desember. Desember. Ugh.

Setidaknya (menghela nafas) mereka menyamakan satu sama lain di garis khatulistiwa. Tapi yang membuat segalanya hampir sulit dipercaya, unit fisik RA semakin kecil mendekati setiap kutub langit. Itu karena bintang-bintang di dekat kutub utara langit membuat lingkaran-lingkaran kecil di langit seiring dengan rotasi bumi, sementara bintang-bintang di dekat khatulistiwa membuat lingkaran-lingkaran lebih besar. Untuk memperhitungkan hal ini, para astronom cukup memahami bahwa satuan RA mengubah panjangnya tergantung di mana ia berada di langit dan memperhitungkannya dalam perhitungan (bagi penggemar matematika di luar sana, perubahan panjangnya bergantung pada kosinus deklinasi. ). Ya, ini adalah penderitaan yang luar biasa. Dan jangan salah, tidak banyak astronom yang menyukainya! Namun kita terjebak dengan hal tersebut karena kita menganggap langit itu bulat. Satuan sistem koordinat lain bisa berfungsi, tapi menurut saya lebih sulit digunakan, jadi kita kembali ke sistem yang lama saja. Ini didasarkan pada Bumi yang berputar, dan kita hidup di sini, jadi, secara harafiah, inilah diri kita.

Dan begitulah cara kita menemukan benda-benda di langit. Misalnya, sebuah galaksi mungkin memiliki koordinat, katakanlah, 16 jam, 34 menit, dan 3,25 detik dalam RA dan –32 derajat, 10 menit, dan 49 detik pada bulan Desember, dan para astronom dapat menggunakannya untuk menemukannya dengan mudah melalui teleskop— di setidaknya untuk saat ini.

Goyangan halus pada poros bumi berarti sistem koordinat bergerak perlahan melintasi langit, sehingga koordinat benda berubah sedikit setiap saat! Kami menghitungnya dengan mendeklarasikan periode pengamatan—katakanlah, tahun 2000—dan menggunakan koordinat berdasarkan tahun tersebut, yang memperhitungkan penyimpangan sejak saat itu. Hal ini penting untuk pengamatan yang sangat presisi, seperti kebanyakan teleskop luar angkasa, di mana Anda dapat meleset dari sasaran jika tidak memperhitungkan guncangannya. Namun bagi pengamat biasa, ketelitian seperti itu tidak berguna.

Baiklah—jika Anda mengizinkan ungkapan itu—terima kasih! Ini cukup sulit. Dan kita bahkan belum menyentuh sistem koordinat geosentris lain yang kurang berpusat pada matahari atau bahkan pada pusat galaksi. Para astronom menggunakan semua ini tergantung pada jenis objek yang mereka kejar. Ini kekacauan.

Tapi itu berhasil. Kita dapat mengukur langit dan mengkomunikasikan posisi pengamatan tersebut kepada astronom lain di seluruh dunia sehingga mereka juga dapat melihatnya. Yang diperlukan hanyalah sedikit koordinasi.



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Proudly powered by WordPress | Theme: Funky Blog by Crimson Themes.