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Text File  |  1991-12-11  |  12KB  |  308 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4. ASTRONOMY.DOC
  5.  
  6. This text file is intended as a very brief introduction to 
  7. Astronomy for those computer users who are trying out STARPLOT but 
  8. have no previous astronomical interest.
  9.  
  10. It covers the coordinate system used by STARPLOT, the Ecliptic, 
  11. Star Magnitudes, and Epoch.
  12.  
  13.  
  14. COORDINATES
  15.  
  16. I suppose it's no surprise to anyone that the stars, being 
  17. extremely distant, can be thought of as lying on a celestial 
  18. sphere encircling the Earth.  To define their positions a 
  19. coordinate system is required.
  20.  
  21. Spherical coordinates on the earths surface such as longitude and 
  22. latitude cannot be simply projected up onto the celestial sphere.
  23.  
  24. Zero degrees longitude goes through an agreed fixed point on the 
  25. earths surface; Greenwich, but the earth is rotating, which looks 
  26. to us as if the celestial sphere is rotating about us.  So the 
  27. point above Greenwich is not a fixed point on the sphere.
  28.  
  29. However Latitude is fixed, from 0 degrees at the equator, to 90 
  30. degrees at the North Pole, and -90 degrees at the South Pole.
  31.  
  32. In astronomical terms this is called Declination, 0 degrees at a 
  33. line on the celestial sphere directly above the equator, and plus 
  34. and minus 90 degrees at the poles.  Degrees are further subdivided 
  35. into 60 minutes, which are also subdivided into 60 seconds.
  36.  
  37. (All this base 60 stuff comes from the Babylonians, they had a 
  38. wierd number system - astronomy is a most ancient science, 
  39. nevertheless its a pain when you're writing computer software. 
  40. Decimalize it!  That's what I say.)
  41.  
  42. So for East-West measurements, the problem is to define a point on 
  43. the celestial equator, fixed with respect to the stars, and call 
  44. it zero.
  45.  
  46. This is what is done - I'll explain how the point is chosen later, 
  47. in the section on the ecliptic, for now just assume an arbitrary 
  48. point is chosen.
  49.  
  50. From this point the celestial equivalent of longitude is now 
  51. called Right Ascension, and is measured in hours, 0 to 24 right 
  52. round the sphere, with the hours also subdivided into minutes 
  53. and seconds.
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60. Any point in the sky can be specified by an RA and DEC value, and 
  61. when using STARPLOT you will notice the RA, DEC coordinates of the 
  62. cursor changing as you move it.  The stars are all positioned by 
  63. their RA and DEC coordinates.
  64.  
  65.  
  66. THE ECLIPTIC
  67.  
  68. If you consider the earth to be still, the apparent motion of the 
  69. sun and stars seems to have two components.
  70.  
  71. Every day the sun and stars move around the world - caused by the 
  72. earths rotation.
  73.  
  74. In one year, the earth has rotated right around the sun, this 
  75. looks like an extra rotation of the celestial sphere.  If every 
  76. clear evening, you stand in the garden at the same time and look 
  77. at the stars in one direction, you will see a group of stars, but 
  78. as the year evolves you will notice that group of stars is 
  79. shifting, and another group taking their place.
  80.  
  81. After a full year you will see the original group back in place, 
  82. the extra rotation is complete.
  83.  
  84. The Suns motion is more complex, it is not at a fixed point 
  85. against the background stars.  It looks to travel slowly through 
  86. different groups of stars in the year.
  87.  
  88. What is happening is that in summer the stars behind the sun are 
  89. invisible because of the suns glare.  In the other direction away 
  90. from the sun - the midnight sky -  the stars are very visible.
  91.  
  92. In winter the earth has moved to the other side of the sun and it 
  93. looks to the observer as if the sun has moved around and is now 
  94. blotting out the previously visible constellation.  The observer 
  95. can now happily view the stars that were blotted out in summer. 
  96.  
  97. The earth moves around the sun in a constant plane - the plane of 
  98. the ecliptic - so it looks as if the sun always moves along the 
  99. same path.  Those stars at right angles to the plane are never 
  100. behind the sun, and can be seen at any night of the year.
  101.  
  102. Now another factor comes in - the tilt of the earth.  If the North 
  103. to South axis of the earth was precisely at right angles to the
  104. plane of the ecliptic, then the plane of the ecliptic would lie 
  105. along the celestial equator, and the suns yearly motion would be 
  106. very simple.  It would always be at 0 degrees declination, just 
  107. travelling uniformly around the celestial equator.
  108.  
  109. But it ain't like that.  The earths axis is tilted at about 23.5 
  110. degrees to the plane of the ecliptic.
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116. The sun therefore seems to follow a line around the earth tilted 
  117. to the equator - THE ECLIPTIC. In STARPLOT pressing E switches the 
  118. ecliptic line on and off.
  119.  
  120. In the northern hemispheres summer, the sun is on the part of the 
  121. line north of the equator, therefore for northern observers it is 
  122. high in the sky.  At its highest point - the summer solstice - it 
  123. is 23.5 degrees north of the equator.
  124.  
  125. As the year passes, the sun moves along the ecliptic to a point 
  126. directly over the equator, where the ecliptic and the celestial 
  127. equator intersect, the autumn equinox.  It then continues south of 
  128. the equator, winter for northern observers.  At its lowest point, 
  129. the winter solstice, the sun has a declination of -23.5 degrees. 
  130. To a very northern observer, say on the north pole, it is so low 
  131. it is below the horizon, and he does not see the sun at all.
  132.  
  133. To a southern hemisphere observer the sun is now high in the sky.
  134.  
  135. The sun continues its progress, northwards now, until it lies on 
  136. the intersection of the ecliptic with the equator, this is the 
  137. spring (or vernal) equinox.
  138.  
  139. This point in the sky is taken as the 0 point in Right Ascension.
  140.  
  141. Finally the sun returns to the summer solstice and the year is 
  142. complete.
  143.  
  144. The line of the ecliptic has another extremely important use.  
  145. The plane in which the earth moves around the sun, is the same 
  146. plane in which the other planets also move around the sun.  These 
  147. planets look to us to be moving against the background stars, and 
  148. the path they move along is the ecliptic.
  149.  
  150. Therefore if you see a bright star in the sky that is not in 
  151. the STARPLOT charts, but lies along the ecliptic line, then it is 
  152. certainly a planet.  If it lies very far off the ecliptic then I 
  153. don't know what it is.
  154.  
  155. Those twelve constellations which lie along the path of the 
  156. ecliptic, and hence are the constellations in which the sun and 
  157. planets appear, will have familiar sounding names to you - they 
  158. are the constellations of the Zodiac.
  159.  
  160. The positions of planets are published in various astronomy 
  161. magazines and by astronomy clubs, once you have their RA and DEC 
  162. positions for a given date, put them on a STARPLOT chart, against 
  163. a background of stars and print off a finder chart, then go look 
  164. for it.
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171.  
  172. You should realise that if you live in the northern hemisphere you 
  173. will not be able to see the far southern constellations, and visa 
  174. versa.  Also during the year you will not be able to see much of 
  175. the stars or planets which lie in the direction of the sun.  In 
  176. this case the best you can do is at evening or morning when the 
  177. sun is just below the horizon, though even then twilight gets in 
  178. the way.
  179.  
  180. The table below gives the suns (rough) positions throughout the 
  181. year.  If you plot them on STARPLOT you will see the 
  182. constellations that will be obscured - the opposite 
  183. constellations, 12 hours of RA around the ecliptic, will be 
  184. visible at midnight.
  185.  
  186. Mid month       Right Ascension       Declination
  187.  
  188. Jan                 20                  -21
  189. Feb                 22                  -11
  190. Mar                  0                   -2
  191. Apr                  2                   10
  192. May                  4                   19
  193. Jun                  6                   23
  194. Jul                  7                   22
  195. Aug                  9                   14
  196. Sep                 11                    3
  197. Oct                 13                   -8
  198. Nov                 15                  -18
  199. Dec                 18                  -23
  200.  
  201.  
  202. The moon takes a path inclined at 5.15 degrees to the ecliptic.  
  203. If its path was along the ecliptic we would get a lot more 
  204. eclipses, but as it is, we only get an eclipse when the moon is 
  205. at the point where its path intersects the ecliptic, and the sun 
  206. is at the same point on the ecliptic.
  207.  
  208.  
  209. STAR MAGNITUDES
  210.  
  211. Some stars are brighter than others, either because they are 
  212. nearer, or because they are intrinsically brighter.
  213.  
  214. This brightness is represented in STARPLOT by choosing a larger 
  215. star symbol for the brighter stars - the size of the symbol does 
  216. not represent its diameter since stars are all points, even 
  217. through very large telescopes.  Planets are different, a diameter 
  218. can be observed.
  219.  
  220. Not used by STARPLOT, but present in an information field in 
  221. STARPLOT is a numerical value of the stars magnitude.
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228. One is of the first magnitude, ie very bright, two is dimmer, 
  229. three dimmer still.  On a clear night the human eye can see down 
  230. to magnitude six.  Some very bright stars are brighter than 
  231. magnitude 1, they are given values such as zero or negative 
  232. values, Sirius for instance is magnitude -1.46.
  233.  
  234. These magnitude values are precisely defined and measured by both 
  235. amateur and professional astronomers, since variations in a stars 
  236. brightness can give information.  Some stars vary because of 
  237. instabilities in the star itself, others because a dimmer star is 
  238. circling, and eclipsing a brighter star.
  239.  
  240. Because of this many amateur astronomers want to know the 
  241. magnitudes of neighboring stars so they can visually estimate, by 
  242. comparison, the brightness of the one they are studying.  This is 
  243. why STARPLOT has a data field for magnitude even though it doesn't 
  244. need the information.
  245.  
  246. Magnitude values are also published for planets, these vary due to 
  247. the distance of the planet from earth, and the proportion of the 
  248. planets face that is illuminated.
  249.  
  250.  
  251. EPOCH
  252.  
  253. The coordinate system uses the fixed point in space where the 
  254. ecliptic crosses the equator at the spring Equinox as the Right 
  255. Ascension Zero point.  It also uses the north and south poles as 
  256. fixed Declination points of plus and minus 90 degrees.
  257.  
  258. Unfortunately the earth is wobbling.  The poles aren't fixed, nor 
  259. is the position of the equinox.  Our coordinate system lies on 
  260. shaky ground!
  261.  
  262. This wobble is called precession and consists of the poles 
  263. describing a circle every 26,000 years.  Thus the RA and DEC 
  264. coordinates of stars are continually drifting, albeit very slowly.
  265.  
  266. Catalogues and star charts are altered at standard reference dates 
  267. to account for this.  Thus a chart is said to be drawn for a 
  268. certain epoch, the present standard epoch is the year 2000.
  269.  
  270. As far as STARPLOT is concerned, it doesn't care about epoch, it 
  271. is the coordinates of the stars in the .STR files that must be 
  272. plotted for a given epoch.  STARPLOT then plots on the chart 
  273. whatever DEC and RA point is given.
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283.  
  284. CONCLUSION
  285.  
  286. That covers just about all the astronomical jargon you may see in 
  287. the STARPLOT program.
  288.  
  289. Looking at a computer screen of stars is a very poor substitute 
  290. for the real thing.  If you are interested in learning more on 
  291. astronomy I suggest you try your library, and astronomy magazines 
  292. are very good.
  293.  
  294. If you have a pair of binoculars then, when Orion is visible, 
  295. around January/February, do what everyone does and have a look 
  296. through them at the Pleiades, and the Orion Nebulae.
  297.  
  298. The Pleiades is a cluster of stars in Taurus - look at it on 
  299. STARPLOT at about 3hr 45mins, 23 degrees.
  300.  
  301. The Orion Nebulae is at about 5hr 35mins, -5 degrees. 
  302.  
  303. Before you buy a telescope join an astronomy club and have a look 
  304. through someone else's first.
  305.  
  306.                                       BCz
  307.  
  308.