O céu como uma cúpula: horizonte, zênite e movimento celeste

O céu inteiro dá uma volta em 23 horas e 56 minutos, cerca de 15° por hora.

Por que o céu parece uma tigela

Em um campo aberto à noite, o céu parece uma enorme tigela virada para baixo, apoiada no chão ao seu redor. As estrelas parecem presas à parte interna, todas à mesma distância. Não estão: a estrela brilhante mais próxima, Alfa Centauri, fica a cerca de 4.4 anos-luz, e muitas estrelas visíveis estão a centenas de anos-luz. Nossos olhos não conseguem avaliar essas distâncias, mas a imagem da tigela ajuda bastante a encontrar objetos no céu. Os astrônomos chamam a versão completa de esfera celeste: uma esfera imaginária com a Terra no centro e todas as estrelas presas à sua superfície interna.

Só metade da esfera fica acima de você a cada instante. O chão esconde a outra metade, e a linha onde céu e chão se encontram é o horizonte. O ponto bem acima da sua cabeça é o zênite. Uma linha que vai do norte ao sul passando pelo zênite é o meridiano, que divide o céu em uma metade leste e outra oeste. Horizonte, zênite e meridiano dependem de quem observa: vá a outra cidade e seu zênite irá com você.

Dois números para qualquer ponto do céu

Para dizer a alguém onde olhar, você precisa de dois ângulos. A altura mede a elevação acima do horizonte: 0° no horizonte e 90° no zênite. O azimute indica a direção ao longo do horizonte, medida do norte para o leste: norte é 0°, leste 90°, sul 180° e oeste 270°. Uma estrela com altura de 30° e azimute de 135° fica a um terço do caminho até o alto do céu, a sudeste. Para a maioria das pessoas, um punho fechado com o braço esticado cobre cerca de 10° do céu, uma régua útil quando não há instrumentos.

Por que as estrelas se movem

Observe por uma hora e a tigela parece girar. As estrelas a leste sobem, as do sul deslizam para a direita e as do oeste descem e se põem. Não é o céu que gira: a Terra gira de oeste para leste, fazendo o céu parecer girar de leste para oeste. A Terra completa uma rotação em relação às estrelas em 23 horas, 56 minutos e 4 segundos, o dia sideral. O Glenn Research Center da NASA explica o cálculo com 360° mais os 0.9856° extras que a Terra precisa percorrer a cada dia por também ter avançado em sua órbita. Divida 360° por cerca de 24 horas e terá 15° por hora, um punho e meio.

Pressione Reproduzir no modelo acima. Cada segundo de reprodução equivale a uma hora no céu. As estrelas nascem seguindo trajetórias inclinadas a leste, atingem o ponto mais alto ao cruzar o meridiano e se põem a oeste. O cartão abaixo do modelo mostra o tempo sideral, que indica qual parte do mapa celeste cruza seu meridiano naquele instante. Ative Grade para ver os círculos de altura de 30° e 60°.

Os polos e o equador celeste

Prolongue o eixo da Terra até o céu: ele encontra a esfera celeste em dois pontos, os polos celestes norte e sul. Tudo gira ao redor deles. Prolongue o equador terrestre e ele desenha um círculo máximo no céu, o equador celeste, exatamente a meio caminho entre os polos. As posições estelares usam dois ângulos semelhantes à latitude e à longitude: a declinação é o ângulo ao norte ou ao sul do equador celeste; a ascensão reta é medida para leste ao longo dele, em horas, de 0h a 24h. Ao contrário da altura e do azimute, esses valores pertencem à estrela e quase não mudam de um ano para outro, por isso são usados em catálogos estelares.