Các hệ toạ độ này đợc sử dụng rộng rãi với mục đích chính là xác định vị trí chính xác trên thiên cầu.. Trong Thiên văn học quan sát hiện đại, có 3 hệ toạ độ thông dụng nhất thường được
Trang 1Các hệ tọa độ cơ bản trong
Thiên văn học
Các hệ toạ độ được dùng trong Thiên văn đều là các hệ toạ độ cầu, lấy chính thiên cầu làm hệ qui chiếu trên đó xác lập các toạ độ Các hệ toạ độ này đợc sử dụng rộng rãi với mục đích chính là xác định vị trí chính xác trên thiên cầu Từ đó có một cơ sở chính xác về vị trí của các thiên thể trên bầu trời, cũng như phân định chính xác ranh giới của các đám tinh vân lớn, các chòm sao
Trong Thiên văn học quan sát hiện đại, có 3 hệ toạ độ thông dụng nhất thường được sử dụng là hệ toạ độ chân trời, hệ toạ độ xích đạo và hệ toạ độ hoàng đạo
1- Hệ toạ độ chân trời
Trong hệ toạ độ này, có 2 điểm mốc được sử dụng là vòng chân trời (horizon) và thiên đỉnh (zenith) Từ 2 điểm mốc này, xác lập 2 giá trị t
Trang 2Độ cao (Altitude) h là khoảng cách góc giữa thiên thể và mặt phẳng chân trời Trong hình vẽ minh hoạ, độ cao h chính là giá trị của góc XOT Giá trị của h là từ âm 90 độ - đối với các thiên thể có vị trí tại thiên để (nadir) cho đến dương 90 độ - đối với các thiên thể nằm tại thiên đỉnh Giá trị của độ cao này sẽ là âm nếu thiên thể nằm dưới đường chân trời (tức là không thể nhìn thấy) và dương nếu nằm phía trên đường chân trời
Trong một số trường hợp, độ cao h này được thay thế bằng một giá trị tương ứng là zenith distance, là khoảng cách góc giữa thiên đỉnh và thiên thể cần xác định Như vậy thì giá trị của chỉ số này sẽ là 0 nếu thiên thể nằm trên thiên đỉnh, là 90độ nếu thiên thể nằm trùng với chân trời và là 180 độ khi thiển thể nằm tại thiên để
Độ phương (Azimuth) a là giá trị góc tính từ điểm Nam (điểm chính nam của thiên cầu theo vị trí của người quan sát) theo hướng Tây đến vòng
Trang 3thẳng đứng đi qua thiên thể Trong hình vẽ minh họa, điểm Nam được kí hiệu là S, góc độ phương là SOT Giá trị của độ phương này là từ 0 đến 360
độ
Lưu ý: Hệ toạ độ chân trời có giá trị tương đối với từng vị trí quan sát
và từng thời điểm khác nhau do mỗi vị trí khác nhau, người quan sát sẽ có một góc quan sát khác nhau với các thiên thể và bản thân thiên cầu thì liên tục chuyển động trong ngày (nhật động) Vì lí do này, hệ toạ độ này chỉ có giá trị dùng trong quan sát và nghiên cứu trực tiếp, cũng như giúp ích trong việc xác định vị trí trên mặt đất
2-Hệ toạ độ xích đạo:
Hệ toạ độ này sử dụng vòng xích đạo trời làm gốc và 2 cực là thiên cực Bắc và thiên cực Nam Có 2 hệ toạ độ xích đạo cõ bản thường được sử dụng là hệ toạ độ góc giờ và hệ toạ độ xích kinh
Hệ toạ độ được sử dụng phổ biến và chính thức hơn cả là hệ toạ độ sử dụng 2 trị số xích kinh (Right Ascension - RA) và xích vĩ (Declination - DEC)
Xích vĩ DEC là khoảng cách góc từ thiên thể đến xích đạo trời HH',
trong hình vẽ minh hoạ, đó là cung AI (với I là vị trí của thiên thể) Xích vĩ
Trang 4có giá trị từ âm đến dương 90 độ DEC mang giá trị âm nếu thiên thể nằm dưói xích đạo trời (Nam) và mang giá trị dương nếu thiên thể nằm trên xích đạo trời (Bắc)
Xích kinh RA là khoảng cách góc từ điểm xuân phân đến hình chiếu
của thiên thể lên xích đạo trời (tính theo chiều ngược với chiều nhật động) Trong hình vẽ, nó chính là cung XA Giá trị của chỉ số toạ độ này là từ 0 đến
360 độ Tuy nhiên thường được sử dụng hơn là lấy các giá trị giờ, phút, giây chia từ 0 đến 24 giờ
Hiện nay hệ toạ độ này được sử dụng rộng rãi nhất trong thiên văn học quan sát và vật lí thiên thể hiện đại Ưu điểm lớn nhất của nó là chính xác với mọi vị trí và thời gian, không phụ thuộc vị trí của người quan sát và thời điểm quan sát Hệ toạ độ này được sử dụng nhièu trong việc xác định chính xác vị trí các ngôi sao trên thiền ccầu, từ đó lập ra một bản đồ chi tiết
về bầu trời trong đó có sự có mặt của các ngôi sao, các chòm sao và các thiên hà với độ chính xác tương đối rất cao Ngoài ra, người ta cũng dùng
hệ toạ độ này để xác định và tính toán vị trí chuyển động của các thiên thể trong hệ mặt Trời cũng như các vệ tinh nhân tạo của Trái đất
3- Hệ toạ độ Hoàng đạo:
Trang 5Hệ toạ độ Hoàng đạo sử dụng vòng gốc là vòng tròn Hoàng Ðạo (Zodiac) và các mốc khác là các Hoàng Cực (2 điểm gần thiên cực nhất - cao nhất và thấp nhất- của đường Hoàng đạo) và điểm xuân phân
Hệ toạ độ này sử dụng 2 chỉ số toạ độ là Hoàng vĩ và Hoàng kinh
Hoàng vĩ (celestial latitude) là khoảng cách góc từ thiên thể S đến
Hoàng Đạo TT' Trong hình vẽ này, giá trị của Hoàng vĩ là giá trị của cung
SL Giá trị của Hoãng vì là từ 0 đến âm 90 độ nếu thiên thể nằm phía Nam Hoàng Đạo và từ 0 đến dương 90 độ nếu thiên thể nằm phía Bắc Hoàng Đạo
Hoàng kinh (Celestial Longitude) là khoảng cách từ điểm xuân phân
X đến hình chiếu của thiên thể trên Hoàng Đạo (tính theo chiều ngược với chiều nhật động), tức là giá trị góc của cung XL trong hình vẽ Giá trị của Hoàng kinh là từ 0 đến 360 độ
Hệ toạ độ này có độ chính xác cao và không có tính tương đối khi thay đổi vị trí và thời điểm quan sát Nó được sử dụng rộng rãi nhất khi xác định vị trí các thiên thể trong hệ Mặt Trời Ngoài ra nó có mặt trong các danh mục, bản đồ sao cổ để xác định vị trí các ngôi sao trên thiên cầu Tuy nhiên, hiện nay nó không còn được ứng dụng phổ biến như hệ toạ độ xích đạo dùng 2 chỉ số DEC và RA
Trang 6Ngoài các hệ toạ độ trên, có một hệ toạ độ đôi khi được sử dụng khi nghiên cứu thiên hà ở qui mô lớn là Hệ Toạ Độ Thiên Hà sử dụng 2 chỉ số là Galatic Latitude (độ vĩ Thiên Hà) và Galatic Longitude (độ kinh Thiên Hà) trong đó độ vĩ là khoảng cách từ thiên thể đến xích đạo thiên hà (hình chiếu của mặt phẳng chính thiên hà lên thiên cầu) còn độ kinh là góc tính từ giao điểm của xích đạo thiên hà với xích đạo trời tới thiên thể Hệ toạ độ này được sử dụng trong việc xác định bản đồ các sao trong thiên hà Tuy nhiên không được thông dụng lắm