# Sistemas de Coordenadas

Para determinar la posición de un astro en el cielo, necesitamos definir un sistema de coordenadas. En ese sistema, vamos a utilizar solamente coordenadas angulares, sin preocuparnos por las distancias de los astros. La posición del astro será determinada mediante dos ángulos de posición, uno de ellos medido sobre un plano fundamental, y el otro medido perpendicularmente a aquél. Antes de entrar en los sistemas de coordenadas astronómicas, conviene recordar el sistema de coordenadas geográficas, usadas para medir posiciones sobre la superficie de la Tierra. En este sistema las coordenadas son la latitud y la longitud.

  longitud geográfica (): es el ángulo medido a lo largo del Ecuador de la Tierra, entre un meridiano de referencia (el meridiano de Greenwich) y el meridiano del lugar. En la Conferencia Internacional Meridiana, realizada en Washington en Octubre de 1884, la longitud fue definida como variando de 0 a +180° (Oeste de Greenwich) y de 0 a -180° (Este). En una convención usada en Astronomía, varía entre -12h (Oeste) y +12h (Este).
  latitud geográfica (): ángulo medido a lo largo del meridiano del lugar, medido entre el Ecuador y el lugar. Varía entre -90 y +90 . El signo negativo indica latitudes del hemisferio sur y el signo positivo las del hemisferio norte.

### Coordenadas Astronómicas

### Sistema Horizontal

Este sistema utiliza como plano fundamental al Horizonte Celeste. Las coordenadas horizontales son azimut y altura.

  Azimut (A): es el ángulo medido sobre el Horizonte, en sentido horario (NESO), entre el Punto Cardinal Norte y el círculo vertical del astro. El azimut varía entre 0 y 360.
  Altura (h): es el ángulo medido sobre el círculo vertical del astro, entre el horizonte y el astro. La altura varía entre -90° a +90°. El complemento de la altura se llama distancia zenital (z). Por tanto, la distancia zenital es el ángulo medido sobre el círculo vertical del astro, entre el zenit y el el astro. La distancia zenital varía entre 0° y 180°:
(h + z=90°)

  Definición astronómica de latitud: La latitud de un lugar es igual a la altura del polo celeste alzado.

El sistema horizontal es un sistema local, en el sentido que está fijo a la Tierra. Las coordenadas azimut y altura ( o azimut y distancia zenital) dependen del lugar y del instante de la observación, y no son características del astro.

### Sistema Ecuatorial Celeste

Este sistema utiliza como plano fundamental al Ecuador Celeste. Sus coordenadas son la ascención recta y la declinación.

  ascención recta ( o AR): ángulo medido sobre el Ecuador Celeste, entre el meridiano que pasa por el punto Aries y el meridiano del astro. La ascención recta varía entre 0h y 24h (o entre 0 y 360) creciendo hacia el Este.

El Punto Aries, también llamado Punto Gama (), o Punto Vernal, es un punto del Ecuador Celeste, ocupado por el Sol en el Equinoccio de Primavera del hemisferio Norte (más o menos el 22 de Marzo de cada año).

  declinación(): ángulo medido sobre el meridiano del astro, entre el Ecuador Celeste y el astro. La declinación varía entre -90 y +90. El complemento de la declinación se llama distancia polar ().
().

El sistema ecuatorial celeste está fijo a la esfera celeste, y por tanto sus coordenadas no dependen del lugar ni del instante de observación. La ascención recta y la declinación de un astro permanecen prácticamente constantes por largos períodos de tiempo.

### Sistema Ecuatorial Horario

En este sistema el plano fundamental continúa siendo el Ecuador Celeste, pero la coordenada medida a lo largo del ecuador no es la ascención recta, sino una coordenada no constante llamada ángulo horario. La otra coordenada continúa siendo la declinación.

  ángulo horario (H): ángulo medido sobre el Ecuador Celeste, entre el meridiano local y el meridiano del astro. Varía entre -12h y +12h. El signo negativo indica que el astro está al Este del meridiano, y el signo positivo indica que está al Oeste del meridiano.

### Tempo Sideral

El sistema ecuatorial celeste y el sistema ecuatorial local, juntos, definen el concepto de tiempo sidéreo. El tiempo sidéreo, asi como el tiempo solar, es una medida del tiempo, y aumenta a lo largo del día.

  Hora sidérea (HS): ángulo horario del punto Aries. Puede ser medida a partir de cualquier estrella, por la relación:

  Día Sidéreo: es el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasajes sucesivos del punto por el meridiano del lugar.
  Día Solar: es el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasajes sucesivos del Sol por el meridiano del lugar. Es 3m56s más largo que el día sidéreo. Esa diferencia es debida al movimento de translación de la Tierra en torno al Sol, de aproximadamente 1 grado (4 minutos) por dia (360°/año). Como la órbita de la Tierra en torno al Sol es elíptica, la velocidad de traslación de la Tierra en torno al Sol no es constante, causando una variación diaria de 1° 6' (4m27s) en Diciembre, y 53' (3m35s) en Junio.

### Movimiento Diario de los Astros

El movimiento diario de los astros, de Este a Oeste, es un reflejo del movimiento de rotación de la Tierra, de Oeste a Este. A lo largo del día, todos los astros describen en el cielo arcos paralelos al Ecuador Celeste. La orientación de esos arcos en relación al horizonte depende de la latitud del lugar.

  1. En los polos ( = 90): Todas las estrellas del mismo hemisferio del observador permanecen 24 h encima del horizonte (no tienen salida ni puesta), y describen en el cielo círculos paralelos al horizonte. Las estrellas del hemisferio opuesto nunca pueden ser vistas.
  2. En el ecuador ( = 0): Todas las estrellas salen y se ponen, permaneciendo 12h encima del horizonte y 12h debajo de él. La trayectoria de las estrellas son arcos perpendiculares al horizonte. Todas las estrellas del cielo (de los dos hemisferios) pueden ser vistas a lo largo del año.
  3. En un lugar de latitud intermedia: Algunas estrellas tienen salida y puesta y otras permanecen 24h encima del horizonte, otras permanecen 24h debajo del horizonte. Las estrellas visibles describen en el cielo arcos con una cierta inclinación en relación al horizonte, la cual depende de la latitud del lugar.

### Culminación o Pasaje Meridiano de un Astro

Se llama culminación o pasaje meridiano al instante en el que el astro cruza el meridiano local. Durante su movimiento diario, el astro realiza dos pasajes meridianos, o dos culminaciones: la culminación superior, o pasaje meridiano superior, o también máxima altura (porque en ese instante la altura del astro alcanza el mayor valor), y el pasaje meridiano inferior, o culminación inferior. En el instante del pasaje meridiano superior, se cumple la seguiente relación entre z, , y :

donde el signo es positivo si la culminación se produce al norte del zenit y el signo es negativo si la culminación se produce al sur del mismo.

### Estrellas Circumpolares

Las estrellas circumpolares son aquellas que no tienen salida ni puesta, describiendo su círculo diario completo encima del horizonte. Por tanto, las estrellas circumpolares tienen los dos pasajes meridianos encima del horizonte. Para que una cierta estrella con declinación sea circumpolar en un lugar de latitud debe cumprirse la relación:

con y del mismo signo.

Para deducir las relaciones entre los distintos sistemas de coordenadas, es necesario utilizar Trigonometría Esférica.

Introducción a la Astronomía y la Astrofísica

fatima@if.ufrgs.br
Modificada el 11 de Noviembre de 1997
Traducción al castellano: oscar@fisica.edu.uy