Bản đồ thiên văn, bất kỳ biểu diễn bản đồ nào của các ngôi sao, thiên hà hoặc bề mặt của các hành tinh và Mặt trăng. Các bản đồ hiện đại thuộc loại này dựa trên một hệ tọa độ tương tự như vĩ độ và kinh độ địa lý. Trong hầu hết các trường hợp, các bản đồ hiện đại được tổng hợp từ các quan sát ảnh được thực hiện bằng thiết bị trên Trái đất hoặc với các thiết bị mang theo tàu vũ trụ.
Bản chất và ý nghĩa
Các ngôi sao sáng hơn và các nhóm sao dễ dàng được nhận ra bởi một người quan sát thực tế. Nhiều thiên thể mờ hơn nhiều có thể được định vị và xác định chỉ với sự trợ giúp của các bản đồ thiên văn, các danh mục, và trong một số trường hợp là niên giám.
Các biểu đồ thiên văn, quả địa cầu và hình vẽ đầu tiên, thường được trang trí bằng những hình vẽ tuyệt vời, mô tả các chòm sao, các nhóm sao sáng dễ nhận biết được biết đến bởi những cái tên được tưởng tượng trong nhiều thế kỷ vừa là niềm vui cho con người vừa là sự trợ giúp đáng tin cậy cho việc điều hướng. Một số ngôi mộ hoàng gia Ai Cập của thiên niên kỷ thứ 2 bao gồm các bức tranh về các nhân vật chòm sao, nhưng chúng không thể được coi là bản đồ chính xác. Các nhà thiên văn học cổ điển Hy Lạp đã sử dụng bản đồ và quả địa cầu; Thật không may, không có ví dụ tồn tại. Vô số quả cầu kim loại nhỏ từ các nhà sản xuất Hồi giáo từ thế kỷ 11 trở đi vẫn còn. Các hành tinh được in đầu tiên (đại diện của thiên cầu trên một mặt phẳng) được sản xuất vào năm 1515, và các quả cầu thiên thể được in xuất hiện cùng lúc.
Thiên văn học kính thiên văn bắt đầu vào năm 1609 và đến cuối thế kỷ 17, kính thiên văn đã được ứng dụng trong việc lập bản đồ các ngôi sao. Vào cuối thế kỷ 19, nhiếp ảnh đã tạo động lực mạnh mẽ cho việc lập biểu đồ chính xác, đỉnh cao là vào những năm 1950 trong ấn phẩm Khảo sát bầu trời của Hiệp hội Địa lý Quốc gia, Palomar, một phần của bầu trời có thể nhìn thấy từ Đài thiên văn Palomar ở California.
Nhiều bản đồ hiện đại được sử dụng bởi các nhà quan sát nghiệp dư và chuyên nghiệp trên bầu trời cho thấy các ngôi sao, các tinh vân tối của bụi che khuất và các tinh vân sáng (khối lượng vật chất phát sáng, khó khăn). Các bản đồ chuyên dụng cho thấy các nguồn bức xạ vô tuyến, các nguồn bức xạ hồng ngoại và các vật thể gần như có các dịch chuyển đỏ rất lớn (các vạch quang phổ được dịch chuyển về phía bước sóng dài hơn) và hình ảnh rất nhỏ. Các nhà thiên văn của thế kỷ 20 đã chia toàn bộ bầu trời thành 88 khu vực, hoặc các chòm sao; hệ thống quốc tế này mã hóa việc đặt tên các ngôi sao và mô hình ngôi sao bắt đầu từ thời tiền sử. Ban đầu chỉ có những ngôi sao sáng nhất và những mẫu dễ thấy nhất được đặt tên, có lẽ dựa trên sự xuất hiện thực tế của các cấu hình. Kể từ thế kỷ 16, các nhà hàng hải và nhà thiên văn học đã dần dần lấp đầy trong tất cả các khu vực mà người xưa không xác định.
Thiên cầu
Đối với bất kỳ người quan sát nào, cổ đại hay hiện đại, bầu trời đêm xuất hiện như một bán cầu nằm trên đường chân trời. Do đó, các mô tả đơn giản nhất về các mô hình ngôi sao và chuyển động của các thiên thể là những mô tả được trình bày trên bề mặt của một quả cầu.
Vòng quay về phía đông hàng ngày của Trái đất trên trục của nó tạo ra một vòng quay hướng về phía tây rõ ràng của quả cầu đầy sao. Do đó, các ngôi sao dường như xoay quanh một cực thiên thể phía bắc hoặc phía nam, hình chiếu vào không gian của các cực của Trái đất. Equidistant từ hai cực là xích đạo thiên thể; vòng tròn lớn này là hình chiếu vào không gian của Xích đạo Trái đất.
Minh họa ở đây là thiên cầu khi nhìn từ một số vĩ độ trung bắc. Một phần của bầu trời tiếp giáp với cực thiên luôn luôn có thể nhìn thấy (khu vực bóng mờ trong sơ đồ) và một khu vực bằng nhau về cực đối diện luôn vô hình bên dưới đường chân trời; phần còn lại của thiên cầu dường như tăng lên và thiết lập mỗi ngày. Đối với bất kỳ vĩ độ nào khác, phần cụ thể của bầu trời có thể nhìn thấy hoặc vô hình sẽ khác nhau và sơ đồ phải được vẽ lại. Một người quan sát ở Bắc Cực của Trái đất chỉ có thể quan sát các ngôi sao của bán cầu thiên thể phía bắc. Tuy nhiên, một người quan sát tại Xích đạo sẽ có thể nhìn thấy toàn bộ thiên thể khi chuyển động hàng ngày của Trái đất mang anh ta đi khắp nơi.
Ngoài chuyển động rõ ràng hàng ngày của chúng xung quanh Trái đất, Mặt trời, Mặt trăng và các hành tinh của hệ mặt trời có những chuyển động riêng đối với quả cầu đầy sao. Vì sự sáng chói của Mặt trời che khuất các ngôi sao nền khỏi tầm nhìn, phải mất nhiều thế kỷ trước khi các nhà quan sát phát hiện ra con đường chính xác của Mặt trời thông qua các chòm sao được gọi là cung hoàng đạo. Vòng tròn lớn của cung hoàng đạo được Mặt trời vạch ra trên mạch hàng năm của nó là nhật thực (được gọi là vì nhật thực có thể xảy ra khi Mặt trăng đi qua nó).
Khi nhìn từ không gian, Trái đất quay chậm về Mặt trời trong một mặt phẳng cố định, mặt phẳng hoàng đạo. Một đường thẳng vuông góc với mặt phẳng này xác định cực quang và nó không có sự khác biệt cho dù đường này được chiếu vào không gian từ Trái đất hay từ Mặt trời. Tất cả những gì quan trọng là hướng, bởi vì bầu trời rất xa mà cực quang phải rơi vào một điểm duy nhất trên quả cầu thiên thể.
Các hành tinh chính trong hệ mặt trời xoay quanh Mặt trời trong cùng mặt phẳng với quỹ đạo của Trái đất, và do đó các chuyển động của chúng sẽ được chiếu lên quả cầu thiên thể gần như, nhưng hiếm khi chính xác, trên nhật thực. Quỹ đạo của Mặt trăng nghiêng khoảng năm độ so với mặt phẳng này, và do đó, vị trí của nó trên bầu trời lệch khỏi thiên hà nhiều hơn so với các hành tinh khác.
Bởi vì ánh sáng mặt trời chói lóa ngăn một số ngôi sao khỏi tầm nhìn, các chòm sao cụ thể có thể nhìn thấy phụ thuộc vào vị trí của Trái đất trong quỹ đạo của nó, tức là, ở vị trí rõ ràng của Mặt trời. Các ngôi sao có thể nhìn thấy vào nửa đêm sẽ dịch chuyển về phía tây khoảng một độ mỗi nửa đêm liên tiếp khi Mặt trời tiến triển theo chuyển động về phía đông rõ ràng. Những ngôi sao có thể nhìn thấy vào nửa đêm của tháng 9 sẽ được che giấu bởi Mặt trời sáng chói 180 ngày sau đó vào tháng 3.
Tại sao đường xích đạo hoàng đạo và thiên thể gặp nhau ở góc 23,44 ° là một bí ẩn chưa giải thích được bắt nguồn từ lịch sử Trái đất trong quá khứ. Góc dần thay đổi theo số lượng nhỏ do nhiễu loạn hấp dẫn do Mặt trăng và hành tinh gây ra trên Trái đất. Mặt phẳng hoàng đạo tương đối ổn định, nhưng mặt phẳng xích đạo liên tục dịch chuyển khi trục quay của Trái đất thay đổi hướng trong không gian. Các vị trí liên tiếp của các thiên thể vạch ra những vòng tròn lớn trên bầu trời với khoảng thời gian khoảng 26.000 năm. Hiện tượng này, được gọi là suy đoán của Equinoxes, khiến cho một loạt các ngôi sao khác nhau lần lượt trở thành sao cực. Polaris, ngôi sao cực hiện tại, sẽ đến gần cực thiên bắc nhất vào khoảng năm 2100 ce. Vào thời điểm các kim tự tháp được xây dựng, Thuban trong chòm sao Draco đóng vai trò là ngôi sao cực, và trong khoảng 12.000 năm, ngôi sao có cường độ đầu tiên Vega sẽ ở gần cực thiên thể phía bắc. Precession cũng làm cho các hệ tọa độ trên bản đồ sao chính xác chỉ áp dụng cho một kỷ nguyên cụ thể.
Hệ tọa độ thiên thể
Hệ thống đường chân trời
Hệ thống altazimuth đơn giản, phụ thuộc vào một địa điểm cụ thể, chỉ định vị trí theo độ cao (độ cao góc từ mặt phẳng chân trời) và góc phương vị (góc theo chiều kim đồng hồ quanh đường chân trời, thường bắt đầu từ phía bắc). Các đường có độ cao bằng nhau trên bầu trời được gọi là almucantars. Hệ thống đường chân trời là cơ bản trong điều hướng, cũng như trong khảo sát trên mặt đất. Tuy nhiên, để ánh xạ các ngôi sao, tọa độ cố định đối với chính thiên thể (như hệ thống nhật thực hoặc xích đạo) phù hợp hơn nhiều.
Hệ thống chiết trung
Kinh độ và vĩ độ thiên thể được xác định đối với các cực hoàng đạo và cực quang. Kinh độ thiên thể được đo theo hướng đông từ giao điểm tăng dần của đường hoàng đạo với đường xích đạo, một vị trí được gọi là điểm đầu tiên của Bạch Dương, Hồi và vị trí của Mặt trời tại thời điểm xích đạo của vernal vào ngày 21 tháng 3. Điểm đầu tiên của Bạch Dương được tượng trưng bởi sừng của ram (♈).
Không giống như đường xích đạo thiên thể, hoàng đạo được cố định giữa các ngôi sao; tuy nhiên, kinh độ hoàng đạo của một ngôi sao nhất định tăng thêm 1.394 ° mỗi thế kỷ do chuyển động tiên tiến của xích đạo tương tự như chuyển động tiên phong của một con ngựa con hàng đầu làm thay đổi điểm đầu tiên của Bạch Dương. 30 ° đầu tiên dọc theo đường hoàng đạo được chỉ định là dấu hiệu Bạch Dương, mặc dù phần này của hoàng đạo hiện đã di chuyển về phía chòm sao Song Ngư. Tọa độ Ecliptic chiếm ưu thế trong thiên văn học phương Tây cho đến thời Phục hưng. (Ngược lại, các nhà thiên văn học Trung Quốc luôn sử dụng một hệ thống xích đạo.) Với sự ra đời của niên giám hải lý quốc gia, hệ thống xích đạo, phù hợp hơn với việc quan sát và điều hướng, đã lên ngôi.
Hệ thống xích đạo
Dựa trên đường xích đạo và cực của thiên thể, tọa độ xích đạo, thăng thiên phải và suy giảm, tương tự trực tiếp với kinh độ và vĩ độ trên mặt đất. Sự thăng thiên phải, được đo theo hướng đông từ điểm đầu tiên của Bạch Dương (xem trực tiếp ở trên), được chia thành 24 giờ thay vì 360 °, do đó nhấn mạnh hành vi giống như đồng hồ của quả cầu. Vị trí xích đạo chính xác phải được chỉ định cho một năm cụ thể, do chuyển động chuyên nghiệp liên tục thay đổi tọa độ đo.
![Trận chiến thế giới thứ nhất của Đức [1914]](https://images.thetopknowledge.com/img/world-history/9/battle-mons-world-war-i-1914.jpg "Trận chiến thế giới thứ nhất của Đức [1914]")
