שמי הלילה הם ההשראה לאסטרונומיה. למרות שהאסטרונומיה המודרנית מתבצעת באמצעות טלסקופים גדולים ומצלמות אלקטרוניות, היופי של שמי הלילה הוא הסיבה לכך שמרבית האסטרונומים הפכו מכורים לאסטרונומיה. כל אחד יכול להתבשם מהחוויה הזאת. יש להתרחק מזיהום האור של עיר או ישוב, או לנסוע למדבר. במקום חשוך לא זיהום אורי תוכלו לראות אלפי כוכבים מפוזרים כמו אבני חן על רקע כיפת השמים. ניתן לראות את הקשת החיוורת של שביל החלב. תוכלו להבין את היראה שבני האדם חשים במשך אלפי שנים כשהם מתבוננים בשמי הלילה.
די בעין בלתי מצוידת כדי לראות כמעט 6000 כוכבים באתר חשוך, וכן את הפלנטות והערפיליות הבהירות ביותר. קחו עמכם משקפת טובה, ותוכל לראות עוד ערפיליות וצבירי כוכבים רבים. בסיוע טלסקופ קטן, ניתן להבחין בצבירי כוכבים ולראות גלקסיות המרוחקות מאיתנו כמה מיליוני שנות אור. אתם יכולים אפילו לנסות לצלם. בעיתון עשוי להיות טור המתאר את מה שניתן לראות בשמי הלילה. ניתן גם לקבל מידע על מראה השמים באמצעות כתבי עת באסטרונומיה. לא משנה מה אתה יכול לקרוא או ללמוד על אסטרונומיה, אין תחליף לצפייה בשמים!
כדור הארץ מסתובב מזרחה, כך שהשמים מעלינו מסתובבים ממזרח למערב. הכוכבים עולים במזרח ושוקעים במערב. נראה שכל הכוכבים מסתובבים במעגלים קונצנטריים סביב נקודה קבועה בשמים הנמצאת ליד הכוכב הצפון. תנועות הכוכבים לעיתים בלתי נראית במרווחים קצרים מרגע לרגע, אבל במשך כשעה ניתן לראות כוכבים חדשים עולים במזרח בעוד אחרים שוקעים במערב. ארבעה מהפלנטות הם גופים בהירים שנראה שאינם משנים את מיקומם בין הכוכבים בין לילה,אך תזוזת חלק מהם ניתנת למעקב בין לילה למשנהו. בתצפית יחידה ניתן לראות לראות אפילו אירועים קצרים באטמוספירה העליונה כמו מטאורים.
למרות שאנו יודעים כי הכוכבים נמצאים במרחקים שונים מאיתנו, נוח לדמיין אותם צמודים אל כיפה שמימית המסתובבת מעלינו. ניתן למצוא את הכיוונים בשמים באמצעות כוכב הצפון, הנמצא בקוטב הצפוני השמיימי. הקוטב הצפוני השמיימי נמצא ישירות מעל הכיוון המגדיר את הצפון הארצי. בעזרתו ניתן למצוא את הכיוונים העיקריים – צפון, דרום, מזרח ומערב. קו המשווה השמיימי הוא היטל של קו המשווה של כדור הארץ אל השמים. הנקודה בשמים הנמצאת היישר מעל ראשכם היא נקודת הזניט. בעזרתה ניתן למדוד בקלות את זוויות בכיפת השמים. הזווית בין נקודת הזניט לבין האופק, היא 90 מעלות. כאשר פושטים את היד רוחב האגרוף שלך הוא כ- 10 מעלות. הרוחב של האצבע המורה בזרוע פשוטה קדימה הוא בערך מעלה אחת, ורוחב הירח המלא הוא חצי מעלה.
ניתן לאתר כל גוף בכיפת השמים בסיוע שתי זוויות. זוהי אנלוגיה ישירה למערכת הקואורדינטות של כדור הארץ, שבה כל מקום מוגדר על ידי שתי הזוויות של קו הרוחב וקו האורך. במערכת קואורדינטות אחת באסטרונומיה משתמשים בגובה ובכיוון ביחס לצפון. גובה הגוף השמיימי הוא מרחקו הזוויתי מעל האופק, הנמדד מ -0 בסמוך לאופק ועד ל- 90 מעלות מעליו. האזימוט של אובייקט הוא המרחק הזוויתי שלו סביב האופק, הנמדד מצפון. בצפון ערכו 0 ערכו גדל לכיוון מזרח, בדרום ערכו – 180מעלות ובמערב 270 מעלות.
אסטרונומים לרוב רוצים לאתר כוכבים בשמים בסיוע זוג זוויות שהוגדרו במערכת הקואורדינטות המשוונית. מערכת שכזו מקובלת באיתור מקומות על פני כדור הארץ. הזווית של גוף מעל או מתחת לקו המשווה השמיימי נקרא נטייה (declination) – היא נמדדת במעלות, דקות קשת, ושניות קשת. הנטייה החיובית היא צפונה לקו המשווה השמיימי, והנטייה השלילית מדרום לקו המשווה השמיימי. לדוגמה, נניח שקו הרוחב שלך הוא 28 מעלות צפון, כוכב עם נטייה של פלוס 28 מעלות ימצא מעליך, כוכב עם נטייה של פלוס 65 מעלות ימצא מצפון לזניט, וכוכב עם נטייה של מינוס 21 מעלות יהיה מדרום לזניט. לא נראה כוכבים בעלי נטייה של פחות ממינוס 62 מעלות כי הם אף פעם לא עולים מעל האופק. יש לכוון במדויק טלסקופים כדי למצוא כוכבים או גופיים שמיימיים שאורם חלש. תיאור מלא של נטייה עשוי להיות 47 מעלות 15 דקות קשת ו 58 שניות קשת 15'58 כלומר קצת יותר 47.25 מעלות צפונית לקו המשווה השמיימי.
הקואורדינטות בין מזרח למערב מסובכות יותר משום שכדור הארץ מסתובב. אסטרונומים משתמשים בקואורדינטה של "עלייה ישרה" Right Ascension – RA – הנמדדת בשעות, דקות ושניות של זמן. נקודת ההתייחסות לעלייה ישרה היא הזמן שבו גוף חוצה את המרידיאן, שהוא קו צפון-דרום העובר מעל לראשו. אפס לעלייה הימנית מוגדר כמצב שבו השמש נמצאת ביום שוויון השנתי האביבי, שהוא 21 מרס בכל שנה. העלייה הימנית עולה לכיוון מזרח, כי זה הכיוון שבו כדור הארץ מסתובב. הטווח הוא 0 עד 24 שעות, והערך של עלייה ימנית מסוימת עשוי להיות למשל 6 שעות 56 דקות 4 שניות.
ערכים לדוגמא של עלייה ימנית וזוויות עבור אובייקט על קו המשווה השמיימי יכולים להיות:
- 24 שעות סיבוב מלא של שמי הלילה = 360 מעלות
- 12 שעות זמן בין עלייה ומיקום כוכב = 180 מעלות
- זווית אופיינית 1 שעה בין הכוכבים = 15 מעלות
- 4 דקות הזמן שבו כוכב חולף על שני קטרים של ירח = מעלות
- דקה אחת הזמן שבו כוכב חולף על 1/2 קוטר ירח = 1/ מעלה
טלסקופ צריך "לעקוב" אחר כוכב; או במילים אחרות, כדי שיצביע על עלייה ישרה קבועה, יש להפעיל מנוע שיסובב אותו באותו קצב שבו מסתובב כדור הארץ. התנועה המסלולית של כדור הארץ סביב השמש גורמת לנו לראות את השמש נעה מזרחה בין הכוכבים. מסלול השמש בשמים נקרא קו המלקה ecliptic . בכל יום השמש נעה עליו כ- 1מעלה (פעמיים הקוטר הזוויתי שלה) מזרחה לאורך קו המלקה. בכל לילה בזמן מסוים, הכוכבים נראים לערך 1מעלה מערבה. במילים אחרות, כוכבים זורחים 4 דקות מוקדם יותר בכל לילה. בצהרי 21 במרץ, השמש נמצאת בעלייה ישרה של 0 שעות ולכוכבים הנמצאים ברום הרקיע בחצות יש עליה ישרה של 12 שעות. בצהרי 21 בספטמבר, השמש נמצאת בעליה ישרה של 12 שעות ולכוכבים הנמצאים ברום הרקיע בחצות יש עליה ישרה של 0 שעות. בדרך זו, ניתן לראות קבוצות שונות של כוכבים כאשר כדור הארץ חולף במסלולו סביב השמש.
רוב תרשימי הכוכבים מציגים את קו המשווה השמיימי עליו מסומנת העלייה הישרה RA בשעות. קו המלקה הוא המסלול השמש מגדירה את המישור של מסלול כדור הארץ סביב השמש. מאחר ומערכת השמש נמצאת כמעט במישור אחד, ניתן למצא את כל הפלנטות סמוך לקו המלקה עד כדי סטיה של כמה מעלות. מרקורי, נוגה, מאדים, צדק ושבתאי גלויים לעין. אורנוס ונפטון ניתנים לתצפית בעזרת במשקפת. יש צורך בטלסקופ קטן (וגם אזור חשוך) כדי לראות את פלוטו. קו המשווה השמיימי וקו המלקה חולפים בזווית של 23.5 מעלות ביניהם. זוהי הנטייה של ציר כדור הארץ במהלך הקפת השמש. הפלנטות נעות בין קבוצות הכוכבים מדי לילה. מרקורי ונוגה הם פנימיים למסלול כדור הארץ כך שהם יופיעו קרוב לשמש. את הפלנטות החיצוניות ניתן למצוא בכל מקום לאורך קו המלקה.
הצופים בקווי הרוחב הצפוניים רואים קבוצה מסוימת של קבוצות כוכבים; כוכבים אחרים נראים רק לצופים בחצי הכדור הדרומי. כאשר אתה מסתכל על השמים תצטרך להשתמש בדמיון שלך! הכוכבים לאורך קו המלקה כוללים את שנים עשר הסימנים של גלגל המזלות. אלה היו תמיד קבוצות הכוכבים המפורסמות ביותר מבין 88 קבוצות הכוכבים בשמים.
