Wygląd nieba w pogodną noc sugerował od najdawniejszych czasów, że wszystkie gwiazdy umieszczone są na niewidocznej, ogromnej, obracającej się sferze, w której środku znajduje się Ziemia. Tą pozorną powierzchnię nazywamy sferą niebieską.
Podstawowe pojęcia związane ze sferą niebieską to:

• ekliptyka - okrąg wielki na sferze niebieskiej, po którym Słońce widziane z Ziemi pozornie porusza się na tle odległych gwiazd w ciągu roku. Orbita Ziemi zawiera się w płaszczyźnie ekliptyki, natomiast orbity pozostałych planet znajdują się bardzo blisko niej. Wzdłuż ekliptyki usytuowane są gwiazdozbiory zodiakalne. Nachylenie osi Ziemi względem płaszczyzny ekliptyki wynosi około 66°34' i powoli się zmienia. Słońce pozornie przemieszcza się po ekliptyce o ok. 1° dziennie z zachodu na wschód (odwrotnie do ruchu dobowego). Gdy nasza gwiazda znajdzie się w jednym z dwóch punktów, zwanych punktem Barana i punktem Wagi, następuje zrównanie dnia z nocą na Ziemi. Jest to efekt tego, że w tych dwóch punktach ekliptyka i równik niebieski przecinają się. Gdy Słońce osiąga najdalej oddalony na północ od równika niebieskiego punkt mamy do czynienia z letnim przesileniem. Gdy Słońce znajdzie się w punkcie najdalej oddalonym na południe występuje przesilenie zimowe.
• równik niebieski - koło wielkie na sferze niebieskiej, które znajduje się w płaszczyźnie prostopadłej do osi świata i przechodzącej przez jego środek. Równik niebieski dzieli sferę niebieską na półkule północną i południową, stanowi też punkt wyjścia przy obliczaniu deklinacji. W uproszczeniu (ze względu na stosunek wielkości Ziemi do odległości we Wszechświecie uznajemy, że Ziemia jest punktem) możemy przyjąć, że równik niebieski znajduje się w tej samej płaszczyźnie co równik ziemski.
• punkt Barana - jeden z dwóch punktów przecięcia się ekliptyki z równikiem niebieskim. Moment przejścia środka tarczy Słońca przez punkt Barana jest początkiem astronomicznej wiosny, stąd punkt ten nazywany jest także punktem równonocy wiosennej. Wskutek precesji osi obrotu Ziemi punkt Barana cofa się po ekliptyce dokonując pełnego obiegu w ciągu około 25800 lat (tzw. rok platoński). Obecnie znajduje się w gwiazdozbiorze Ryb, jego nazwa powstała, gdy był w gwiazdozbiorze Barana. Za kolejne 500 lat punkt Barana znajdzie się w gwiazdozbiorze Wodnika.
• oś świata - średnica sfery niebieskiej równoległa do osi Ziemi - przechodzi przez obserwatora znajdującego się na powierzchni Ziemi i bieguny niebieskie. Jest prostą wokół której odbywa się dobowy obrót sfery niebieskiej. W uproszczeniu (ze względu na stosunek wielkości Ziemi do odległości we Wszechświecie uznajemy, że Ziemia jest punktem) możemy przyjąć, że oś świata pokrywa się z osią Ziemi.
• zenit - punkt na sferze niebieskiej znajdujący się bezpośrednio nad obserwatorem.
• nadir - punkt na sferze niebieskiej położony dokładnie naprzeciw zenitu (znajdujący się w antypodzie zenitu)

Powszechnie wiadomo, że gwiazdy i inne ciała niebieskie nie leżą na powierzchni sfery o środku na Ziemi, więc po co wprowadzono taką umowną sferę? Wszystkie obiekty są na tyle oddalone od Ziemi, że niemożliwym jest ocenienie ich odległości poprzez popatrzenie na nie. Ze względu na niemożliwość określenia odległości, wystarczy jedynie znać kierunek, by zlokalizować obiekt na niebie. W tym sensie sfera niebieska jest bardzo praktycznym modelem nieba.

Kierunki różnych obiektów na niebie mogą być określone dokładnie za pomocą układu współrzędnych niebieskich.

Układ współrzędnych równikowych

Układ współrzędnych równikowych jest prawdopodobniej najbardziej popularnym układem współrzędnych niebieskich. Jest także najbardziej związany z układem współrzędnych geograficznych, ponieważ korzystają one z tej samej płaszczyzny podziału. Projekcja ziemskiego równika na sferze niebieskiej nosi nazwę równika niebieskiego. Podobnie jest w przypadku biegunów niebieskich, które są wyznaczane przez rzutowanie ziemskiego bieguna północnego i południowego.

Istnieje jednak znacząca różnica pomiędzy równikowym a geograficznym układem współrzędnych: ten drugi jest dostosowany do Ziemi; obraca się wraz z nią. Układ równikowy dopasowany jest do gwiazd, więc wydaje się obracać z nimi po niebie. Oczywiście to Ziemia obraca się, podczas gdy niebo pozostaje nieruchome. Współrzędna

odpowiadająca szerokości geograficznej w układzie równikowym zwana jest deklinacją (symbol δ). Mierzy ona kąt obiektu poniżej lub powyżej równika niebieskiego (przykładowe wartości deklinacji Słońca znajdują się tutaj). Ciała niebieskie położone poniżej równika niebieskiego mają deklinację ujemną, a powyżej równika deklinację dodatnią. Współrzędna odpowiadająca długości geograficznej nosi nazwę rektascensji (symbol α). Mierzy ona kąt obiektu na wschód od punktu równonocy wiosennej (punktu Barana). W przeciwieństwie do szerokości geograficznej, rektascensja jest zazwyczaj mierzona w godzinach, a nie w stopniach, ponieważ widoczny obrót systemu współrzędnych równikowych jest blisko związany z czasem gwiazdowym oraz kątem godzinnym. Ponieważ pełna rotacja nieba zajmuje 24 godziny, jedna godzina rektascensji odpowiada 15 stopniom (360 stopni/24 godziny).

GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA