Diễn Đàn Vật Lý | Thư Viện Vật Lý

Do hiên tượng nhật động nên các thiên thể không đứng yên trên Thiên cầu. Do vậy, chúng ta cần một cái gì đó để có thể chỉ ra chính xác vị trí của một thiên thể giống như việc chúng ta xác định tọa độ địa lý của một điểm trên mặt đất. Trước yêu cầu này, một loạt các hệ tọa độ cho Thiên cầu đã được các nhà thiên văn (http://thienvanhanoi.org/cuahang/) xây dựng nhằm thuận tiện hơn cho việc quan sát cũng như nghiên cứu. Dưới đây mình xin trình bày một số hệ tọa độ thông dụng trong quan sát

[/B]

   Khái niệm đường chân trời là một khái niệm đã quá quen thuộc với hầu hết mọi người. Đường chân trời (Horizon) là một đường tưởng tượng phân chia ranh giới giữa bầu trời và mặt đất khi chúng ta đứng nhìn trong một vùng rộng lớn trên mặt đất. Tuy nhiên, trước tốc độ đô thi hóa ở Việt Nam ngày nay, đường chân trời ngày nay dàn dần chỉ còn là một khái niệm trong sách vở và phim ảnh.
Bây giờ bạn hãy bước ra ngoài trời và tưởng tượng về hệ tọa độ này nhé. Đây là hệ tọa độ đơn giản nhất nên sẽ chúng ta cũng sẽ dễ dàng tưởng tượng thôi. 
         Hay tưởng tượng rằng dọc theo cơ thể bạn xuất hiện 1 đường thẳng kéo dài về 2 phía đỉnh đầu và chân, hai đường thẳng này chạy mãi và sẽ cắt thiên cầu tại hai điểm. Giao điểm của thiên cầu với đường thẳng phía đỉnh đầu gọi là THIÊN ĐỈNH (Zenith – Z), giao điểm của thiên cầu với đường thẳng phía chân bạn là THIÊN ĐỂ (Nadir – Z’). Vì đường ZZ’ xuất phát từ cơ thể bạn nên nó luôn đi theo bạn nên dù đứng ở vị trí mọi người cũng không phải lo rằng không đứng được đúng vào đường  ZZ’


Trung tuyến trời (Meridian Celestial) một khái niệm xa lạ tuy nhiên không quá khó hiểu, nó chẳng qua là một đường tròn tưởng tượng chạy trên thiên cầu đi qua bốn điểm là cực Bắc B, cực Nam N, thiên đỉnh  Z và  thiên để Z’. Phần kinh tuyến đi qua Z được gọi là KINH TUYẾN TRÊN vì nó ở bên trên đỉnh đầu người quan sát. Phần kinh tuyến đi qua Z’ được gọi là KINH TUYẾN DƯỚI vì nó ở dưới chân người quan sát khi quan sát bằng kính thiên văn (http://thienvanhanoi.org/cuahang/).
      Bây giờ thì chúng ta quay trở lại với việc xác định tọa độ của một thiên thể theo hệ tọa độ này nào. Hệ tọa độ đường chân trời (Horizon Coordinate System hay Alt – Az System ) là hệ tọa độ sử dụng hai giá trị góc là Alt và Az để xác định vị trí của một thiên thể.  Để đơn giản cho việc quan sát các bạn hãy tạm quên đi phần thiên cầu dưới chân mình, tập trung vào phần thiên cầu phía trên nhé.   
   Giả sử bây giờ chúng ta cần xác định vị trí của ngôi sao S trên hình vẽ (S’ là giao điểm của cung ZS với đường chân trời khi ta kéo dài cung này ra).

   Alt là viết tắt của từ Altitude ( góc SOS’ trên hình vẽ )  là góc đo độ cao của thiên thể S so với đường chân trời khi người quan sát đứng tại vị trí O.
Người ta quy ước Alt khi các thiên thể nằm tại đường chân trời bằng 0 độ và tại thiên đỉnh Z bằng 90 độ ( thiên đỉnh Z là điểm tưởng tượng trên Thiên cầu nằm ngay trên đỉnh đầu người quan sát) và giá trị Alt của một thiên thể nằm trong khoảng [ 0; 90 độ ]. Vì vậy, khi một thiên thể đi từ đường chân trời lên phía thiên đỉnh giá trị Alt của nó sẽ tăng, khi vượt qua thiên đỉnh và đi xuống dưới đường chân trời giá trị Alt của nó lại giảm.

   Az là viết tắt của từ Azimuth ( góc BOS’ trên hình vẽ ) là góc dùng đo độ lệch hướng của thiên thể S so với hướng Bắc khi người quan sát đứng tại vị trí O.
Người ta quy ước Az của một thiên thể nằm tại đúng hướng Bắc là bằng 0 độ, nằm đúng hướng Đông là 90 độ, nằm đúng hướng Nam là 180 độ và nằm đúng hướng Tây là 270 độ. Giá trị Az của một thiên thể nằm trong khoảng [0 độ ; 360 độ].

Ưu điểm của hệ tọa độ này là thuận tiện và dễ dàng sử dụng trong quan sát. Tuy nhiên, do nhật động nên các thiên thể liên tục thay đổi vị trí trên bầu trời do đó các giá trị Alt và Az liên tục thay đổi. Hơn nữa, tại mỗi nơi khác nhau. các giá trị Alt và Az của một thiên thể tại cùng một thời điểm. Một người tại Hà Nội sẽ thấy sao Mộc có Alt và Az hoàn toàn khác so với một người tại TP. Hồ Chí Minh trong cùng một thời điểm quan sát. Do đó, sử dụng hệ tọa độ đường chân trời cho ghi chép và nghiên cứu sẽ rất bất tiện  ( ta cần phải ghi rõ các giá trị Alt, Az ; thời gian quan sát và địa điểm quan sát ).